【摘 要】
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本文采用熔铸法制备了x%Mg2Si/Al-Cu-Si（x=15、20、25和30）复合材料,对复合材料添加不同含量的Sr作为变质剂,探究变质机理。对15%Mg2Si/Al-Cu-Si和20%Mg2Si/Al-Cu-Si复合材料分别进行了1、3和5道次的往复挤压变形,分析并测试了经过挤压变形后复合材料的组织与性能。主要研究结果如下:铸态x%Mg2Si/Al-Cu-Si（x=15、20、25和30）复
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本文采用熔铸法制备了x%Mg2Si/Al-Cu-Si（x=15、20、25和30）复合材料,对复合材料添加不同含量的Sr作为变质剂,探究变质机理。对15%Mg2Si/Al-Cu-Si和20%Mg2Si/Al-Cu-Si复合材料分别进行了1、3和5道次的往复挤压变形,分析并测试了经过挤压变形后复合材料的组织与性能。主要研究结果如下:铸态x%Mg2Si/Al-Cu-Si（x=15、20、25和30）复合材料,随着Mg2Si含量的增加,DMg2Sip由31.2μm增大到55.47μm。经过470℃×6h固溶处理,θ-Al2Cu相为细小块状,Mg2Sie逐渐消失,通过扩散生成了新的Q相。RE-1-EX-15%Mg2Si/Al-Cu-Si复合材料,Mg2Sip明显破碎并分布均匀,DMg2Sip约为12.89μm,与铸态相比减小了58.7%。随着挤压道次的增加,组织中的Q1相逐渐被破碎细化,同时在挤压过程中析出细小弥散的四元Q2相,沿着挤压流线分布。经过热挤压变形后材料的强度和塑性大幅度提高。其中,经过RE-3-EX后材料的抗弯强度和抗弯应变分别达到306 MPa和6.72%,与铸态相比分别提高了23.8%和482.3%,材料的塑性得到了大幅度提高。RE-3-EX-20%Mg2Si/Al-Cu-Si复合材料的DMg2Sip约为25.4μm。热挤压20%Mg2Si/Al-Cu-Si复合材料均为脆性断裂,材料的抗弯应变随着挤压道次的增加而不断升高至5.06%,而抗弯应力先升高后降低并在RE-3-EX后达到最大值245MPa,与铸态的抗弯应力和抗弯应变相比分别增加了16.8%和524.7%。影响Mg2Si/Al-Cu-Si复合材料热膨胀系数的主要因素为增强相Mg2Si含量,随着Mg2Si含量的增加,复合材料的热膨胀系数减小。加入0.04%Sr对15%Mg2Si/Al-3%Cu-Si进行变质处理,Mg2Sip的晶粒尺寸由31.2μm减小至20.1μm,有尖角的Mg2Sip转变为多边形。抗弯强度和抗弯应变分别达到246.9 MPa和1.23%。Sr对Mg2Si/Al-3%Cu-Si复合材料有明显的变质效果,但受Mg2Si含量的影响。Sr优先吸附在Mg2Si晶体的{111}面,固溶并取代晶格中的Mg原子,改变Mg2Si的{100}和{111}面的相对表面能,抑制Mg2Si沿＜100＞方向的生长,从而细化Mg2Si颗粒。
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