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7055合金作为超高强铝合金(7000系)的典型代表,具有强度高、密度低和成形加工性好等优点,在航空航天、军事交通和海洋工程等领域有着广泛的应用。然而,随着这些领域对高载重比、长航程、低能耗等要求的不断提高,进一步提升7055合金的强度,尤其是弹性模量具有重要的理论价值和现实意义。近年来,国际上致力于通过复合化、微合金化技术来提高铝合金的强度、模量、热导率等力学和功能特性。因此,本课题提出将原位反应合成技术与微合金化技术相结合,制备高强度、高模量的原位(TiB2+ZrB2)纳米颗粒增强7055基复合材料,探索原位(TiB2+ZrB2)颗粒和稀土Y元素协同作用对7055合金组织和性能的影响,研究热轧和热处理对复合材料组织和性能的影响及其强韧化机制。(TiB2+ZrB2)np/7055复合材料的铸态微观组织分析表明:反应合成的TiB2和ZrB2原位增强体颗粒多以颗粒团簇的形式均匀分布于基体中,增强体颗粒的平均尺寸为80 nm,颗粒形貌多呈六方形,纳米颗粒与基体之间界面干净、结合紧密。随着颗粒含量的增加,复合材料基体晶粒由粗大的树枝晶转变为细小的等轴晶。当颗粒含量为2 vol.%时,平均晶粒尺寸为28.2μm,继续增加增强体含量,晶粒尺寸无明显变化。随着稀土Y元素添加量的增加,复合材料的晶粒尺寸先减小,后增大。当Y含量为0.10 wt.%时,平均晶粒尺寸最小(25μm)。此外,稀土Y元素的加入还可显著减小增强体的尺寸,改善增强体分布和尺寸均匀性。热轧和热处理态(TiB2+ZrB2)np/7055Al复合材料微观组织分析表明:热轧可以消除铸态复合材料中的孔洞等缺陷,使晶粒发生动态再结晶,产生大量的细小等轴晶粒,第二相和颗粒团簇呈流线型沿着轧制方向分布,颗粒分布更加弥散。此外,不同的轧制变形量和轧制温度对复合材料的微观组织均有显著影响。经过热处理后,基体中形成的弥散纳米析出相(MgZn2)有利于复合材料力学性能的提高。(TiB2+ZrB2)np/7055Al复合材料的力学性能研究表明:与基体7055合金相比,(TiB2+ZrB2)np/7055Al复合材料的强度和模量均有很大的提升。当颗粒含量为2 vol.%时,铸态(TiB2+ZrB2)np/7055Al复合材料的弹性模量、抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为76.8GPa、361.2 MPa、323.1 MPa和3.6%,(TiB2+ZrB2)np/7055Al复合材料较基体分别提高了9.0%、31.3%、28.7%和44.0%。当颗粒含量为4 vol.%时,(TiB2+ZrB2)np/7055Al复合材料的弹性模量甚至达到了84.5 GPa,相比于基体提升了20.0%。当Y含量为0.10 wt.%,(TiB2+ZrB2)np/7055Al复合材料的抗拉强度和延伸率达到了最佳值,分别为380.5 MPa和4.2%,相比于未添加稀土Y的复合材料,其抗拉强度和延伸率分别提高了5.3%和17.0%。(TiB2+ZrB2)np/7055Al复合材料热轧态力学性能分析表明:最佳的轧制变形量为83%,轧制温度为420℃,此工艺下(TiB2+ZrB2)np/7055Al复合材料的抗拉强度和延伸率达到了最大值,分别从变形前的380.5 MPa和4.0%提升到451.4 MPa和6.1%,分别提高了18.7%和52.5%。轧制后热处理态复合材料的抗拉强度和延伸率分别为663.5 MPa和5.6%,分别提高和降低了47.0%和8.2%。(TiB2+ZrB2)np/7055Al复合材料的强韧化机制分析表明:生成的原位TiB2、ZrB2纳米颗粒通过阻碍位错运动、细化晶粒以及位错增殖等方式明显提高了复合材料的强度。强化机理对复合材料的强度贡献大小为CTE强化>Orowan强化>细晶细化。热轧过程中出现细小的再结晶晶粒,使得晶界增多;同时热轧可消除气泡、裂纹等缺陷,有效降低了裂纹源数量,材料的强度进一步得到了提升。热处理后,弥散析出的纳米析出相(MgZn2)使得材料强度显著提高,起到了固溶强化的作用。