【摘 要】
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碳化硅晶须（SiCw）增强铝基复合材料是最典型的轻质高强高刚度结构材料之一,在航天、军工等领域发挥了不可替代的作用。本文对10vol.%SiCw增强含Ti 2000系铝基复合材料的制备、塑性变形加工、强韧化热处理及组织性能调控进行了研究。所开展的研究工作和取得的结果如下:（1）研究了SiCw/含Ti 2000系铝基复合材料的制备（复合材料粉末制备、复合材料锭制备）与塑性变形加工（一次挤压、二次挤压
【基金项目】
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中央军委武器装备发展部重点项目；
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碳化硅晶须（SiCw）增强铝基复合材料是最典型的轻质高强高刚度结构材料之一,在航天、军工等领域发挥了不可替代的作用。本文对10vol.%SiCw增强含Ti 2000系铝基复合材料的制备、塑性变形加工、强韧化热处理及组织性能调控进行了研究。所开展的研究工作和取得的结果如下:（1）研究了SiCw/含Ti 2000系铝基复合材料的制备（复合材料粉末制备、复合材料锭制备）与塑性变形加工（一次挤压、二次挤压、挤压-锻压）。结果表明:“湿磨-干磨-二次干磨”工艺能够制备出SiCw分散均匀的复合材料粉末;“冷等静压-包套抽真空-热等静压”工艺能够制备出组织致密的复合材料锭;三种塑性变形加工方法均能显著提高复合材料的致密性,塑性加工态复合材料均存在大量位错。（2）研究了强韧化热处理（预回复退火-固溶-时效）对一次/二次挤压SiCw/含Ti 2000系铝基复合材料组织性能的调控。结果表明:经250℃×6h+350℃×6h+450℃×12h预回复退火后,位错强化基本不变,固溶后位错强化有所提高,位错强化达105MPa左右;一次挤压、二次挤压复合材料的最佳固溶制度均为470℃×2h+480℃×2h+490℃×2h+500℃×2h+510℃×18h,室温水淬。一次挤压复合材料固溶后在150℃×13h人工时效下抗拉强度为602.228MPa、断后伸长率为2.8%、晶间腐蚀最大深度为121.51μm;二次挤压复合材料在自然时效下抗拉强度为607.796MPa、断后伸长率为3.2%、晶间腐蚀最大深度为160.97μm,而在150℃×15h人工时效下抗拉强度为603.023MPa、断后伸长率为2.8%、晶间腐蚀最大深度为121.95μm。整体上二次挤压复合材料优于一次挤压复合材料。TEM分析表明,自然时效态基体析出相为GP区+Al Cu Mg相（Cu-Mg富集区）,人工时效态基体析出相为GP区+S’（Al2Cu Mg）相;晶界都未发现时效析出相;界面结合存在两种形式,一是SiCw直接与Al合金基体接触结合,界面清洁,二是SiCw与Al基体合金之间出现SiO2/Mg Al2O4过渡层,界面结合效果良好。（3）研究了强韧化热处理（预回复退火-固溶-时效）对挤压-锻压SiCw/含Ti2000系铝基复合材料组织性能的调控。结果表明:经预回复退火后,挤压-锻压复合材料也存在大量位错;固溶后位错密度也有所提升,位错强化达100MPa左右。挤压-锻压复合材料最佳固溶制度为470℃×2h+480℃×2h+490℃×2h+500℃×2h+510℃×12h,最佳时效制度为150℃×5h。此时,挤压-锻压态材料抗拉强度为548.926MPa,断后伸长率为2.8%,晶间腐蚀最大深度为157.69μm。相比一次挤压、二次挤压铝基复合材料,挤压-锻压复合材料拉伸性能与抗晶间腐蚀性能均较差。综上所述,本文成功制备出600MPa强度级高强度较好塑性高抗晶间腐蚀SiCw增强铝基复合材料,所获得的相关成分设计、制备技术、二次加工技术、关键工艺参数及微结构特征为后续更高性能铝基复合材料的设计、制备与加工提供了理论依据。
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