【摘 要】
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科技的发展给制造业提出了很多新要求,无污染化和轻量化早已成为人们追求的目标。有“21世纪绿色工程材料”之称的镁合金具有密度低、比强度高、重复利用率高、电磁屏蔽性能好等优点,在交通、医疗、国防军工和航空航天等领域具有广泛的应用前景。将其与铝结合,制备出的复合材料既保持了自身的优良性质,又利用铝的耐蚀性弥补自身不足,已引起越来越多科研人员的关注。目前,铝镁叠层材料多采用轧制法或爆炸复合法进行制备,这些
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科技的发展给制造业提出了很多新要求,无污染化和轻量化早已成为人们追求的目标。有“21世纪绿色工程材料”之称的镁合金具有密度低、比强度高、重复利用率高、电磁屏蔽性能好等优点,在交通、医疗、国防军工和航空航天等领域具有广泛的应用前景。将其与铝结合,制备出的复合材料既保持了自身的优良性质,又利用铝的耐蚀性弥补自身不足,已引起越来越多科研人员的关注。目前,铝镁叠层材料多采用轧制法或爆炸复合法进行制备,这些方法虽然操作简单但很难从制备出结构均匀稳定的复合材料。本文通过真空热压法成功制备了Al/AZ31和7075/AZ31两种微叠层复合材料,并进行了层厚比、保温时间对显微组织和硬度、弯曲强度、准静态压缩等力学性能的对比分析。获得的主要研究结果包括:（1）利用真空热压烧结技术,以热压温度445℃、压力8 MPa、保温时间10 h制备出Al/AZ31微叠层复合材料;以热压温度435℃、压力8 MPa、保温时间为3 h制备出7075/AZ31微叠层复合材料。两种铝镁系微叠层复合材料结合良好,组织均匀致密。（2）两种材料中均有Mg17Al12、Mg2Al3两种金属间化合物生成。其中,Al/AZ31微叠层复合材料的三层扩散层为:近AZ31侧Mg17Al12,位于扩散层中间的Mg2Al3,靠近Al侧的Al固溶层;而7075/AZ31微叠层复合材料的三层扩散层为:近Mg侧Mg17Al12,位于扩散层中间的Mg2Al3,靠近7075侧的有含Fe强化相弥散分布的Mg2Al3。（3）随着剩余Al层厚度增加,Al/AZ31微叠层复合材料的冲击韧性逐渐增大、弯曲性能和压缩性能都呈先上升再下降的趋势。冲击韧性最高为7.4 J/cm~2,抗弯强度最高为159 MPa,比强度最高为74×10~3 N·m/kg,准静态抗压强度最大为310 MPa,动态抗压强度最大为458 MPa。分析其裂纹和断口,确定残留的Al层可以阻碍裂纹沿竖直方向扩展,而Al-扩散层界面处杂质元素聚集是导致裂纹从此处开始扩展的重要原因。（4）随着保温时间的增加,7075/AZ31微叠层复合材料的弯曲性能和准静态压缩性能逐渐下降。保温3 h时材料综合性能最佳,其抗弯强度为159 MPa,比强度为108×10~3N·m/kg,压缩屈服强度为310 MPa。与Al/AZ31微叠层复合材料相比,7075的更换使材料整体的抗弯强度提升了73%,比强度提升了46%,压缩失效形式也由脆性转变为塑性。
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