与纯铝或铝合金相比,颗粒增强铝基复合材料（PRAMCs）因具有较高的比刚度和比模量、较低的热膨胀系数、良好的高温性能和抗蠕变性能及较好的耐磨损性和抗疲劳性能等特点而被广泛应用于航空航天、武器装备、汽车及电子等领域。进入21世纪以来,PRAMCs的应用范围被进一步扩大,各领域对PRAMCs的比强度、比刚度和轻量化提出了更高的要求。此外,为了满足不同领域的要求,由PRAMCs构成的重大装备核心部件通常需要服役于高温、低温和高低温交变等极端恶劣环境。因此,探索PRAMCs在不同服役温度下的力学行为,建立制备工艺-微观组织-力学性能的耦合关系,可为PRAMCs的安全运营提供科学和理论依据。本文从PRAMCs的轻量化、高比模量、高比强度及增强颗粒的增强效果与功能性出发,选择6061Al合金作为基体合金,B4C颗粒作为增强体。目前,B4Cp/6061Al复合材料作为结构材料的一种,有关其在超低温下的力学性能、强化机制及断裂机制的报道较少,这在一定程度上限制了该复合材料在低温条件下的应用。此外,B4Cp/6061Al复合材料具有良好中子屏蔽效果。B在吸收热中子的过程中可使复合材料温度升高,导致复合材料可能长期处在高温服役环境中。因此,对于B4Cp/6061Al复合材料的高温力学性能和失效行为的评价尤为关键。本文将对B4Cp/6061Al复合材料的制备、微观组织及高低温力学行为进行系统地研究和讨论,具体分为以下三个部分:（1）本文首先利用粉末冶金法制备B4Cp/6061Al复合材料,研究热压温度（833 K、853 K和873 K）对复合材料的微观组织和室温力学性能的影响,并分析不同热压温度下复合材料的断裂行为。结果表明,833-B4Cp/6061Al复合材料内部的微孔洞及873-B4Cp/6061 Al复合材料中的反应产物是造成T4态B4Cp/6061Al复合材料屈服强度下降的主要原因。然后,选取优化的热压温度（853 K）制备不同B4C增强颗粒含量（0 wt%、5 wt%、10 wt%和15 wt%）复合材料,讨论时效时间/颗粒含量与硬度/电导率的对应关系,并研究峰时效态B4Cp/6061Al复合材料的室温拉伸性能。结果发现,随着增强颗粒含量增加,复合材料的室温屈服强度和极限抗拉强度逐渐增加,而伸长率逐渐下降。此外,利用直接强化机制和间接强化机制定量地预测了不同增强颗粒含量峰时效态B4Cp/6061Al复合材料的屈服强度,预测值与实验测量值基本保持一致。对于T4态和峰时效态B4Cp/6061Al复合材料而言,室温条件下的断裂机制包括基体的韧性断裂、B4C颗粒断裂和B4C颗粒与基体的界面脱粘。（2）其次,以峰值时效5 wt%B4Cp/6061Al复合材料为研究对象,研究超低温条件下复合材料的拉伸性能、强韧化机制及断裂机制。结果表明,当变形温度从298 K降至77 K,峰时效态5 wt%B4Cp/6061Al复合材料的屈服强度由340 MPa增至380 MPa,抗拉强度由389 MPa增至487 MPa,伸长率由11.9%提升至15.6%。相比于室温,77 K下的加工硬化指数和均匀伸长率均明显增加,说明该复合材料在低温条件下具有良好的抗变形能力。其中,在基体中发现了与低温条件下强度和塑性的同时提升有关的变形晶粒和再结晶晶粒。此外,还探究了缺口 5 wt%B4Cp/6061Al复合材料的拉伸性能及变形过程,发现降低温度可增加缺口敏感度。同时,基于二维真实组织的应力-应变场模拟结果表明,基体损伤更倾向于从缺口尖端产生,并向颗粒附近的高应力区域扩展。在77 K下,光滑和缺口试样的断裂机制与室温类似,主要包括基体的韧性断裂、颗粒断裂和颗粒与基体的界面脱粘。（3）最后,以退火态10 wt%B4Cp/6061Al复合材料作为研究对象,分析基体内及界面附近的微观组织,探究应变速率和热暴露时间对复合材料的高温力学行为的影响。结果表明,随着应变速率从10-3 s-1增至10-1 s-1,该复合材料的高温拉伸强度逐渐增加,而伸长率逐渐降低;经过长时间（1000 h）的热暴露处理后,该复合材料的高温拉伸强度和伸长率基本保持不变。此外,通过添加纳米B4C（n-B4C）颗粒进一步提升复合材料的高温拉伸强度。微观组织分析发现,n-B4C颗粒主要存在于在晶内和晶界处。n-B4C颗粒的加入可有效地延缓动态再结晶过程,使得基体晶粒发生细化、小角度晶界比例增加以及再结晶区域面积降低。当变形温度从373 K升至573 K,退火态（μ+n）-B4Cp/6061Al复合材料的高温拉伸强度增量降低,这与高温条件下由n-B4C颗粒引起的强化机制不同有关,即373 K下以Orowan强化机制为主,而573 K下以位错攀移机制为主。在高温下,不同变形温度和不同应变速率下退火态B4Cp/6061Al复合材料的失效形式为基体的韧性断裂,并伴随少量的界面脱粘。