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近年来,随着汽车工业迅速发展,环境问题与能源问题日益凸显,轻量化已成为汽车制造领域的研究重点。6X82Al合金作为一种新型中高强度变形铝合金,具有良好的塑性成形性、可锻性及耐腐蚀性,在汽车结构件如控制臂、后悬挂、保险杠等方面得到广泛应用,逐渐替代原有钢件,轻量化效果显著。然而,随着技术的发展,新型高性能、节能汽车制造对材料的性能要求越来越高,6X82Al合金已经不能满足对构件高比强度、比模量、抗疲劳等性能需求,因此,进一步提高6X82Al合金的力学性能显得日益重要。本课题是在课题组已有原位铝基复合材料的研究基础上,创新性地引入稀土Er、Y,利用稀土与原位颗粒ZrB2、TiB2的协同作用,在声磁耦合场下通过原位反应合成技术与稀土细化、强化技术相结合制备Er、Y与(ZrB2+TiB2)协同强化6X82Al基复合材料,并研究其微观组织结构与力学性能。为了获得稀土与原位颗粒协同强化的高性能6X82Al基复合材料,本课题分别研究了Er、Y及(ZrB2+Ti B2)单独作用对6X82Al微观组织的影响,通过OM、SEM、TEM、XRD、显微硬度计等设备手段,分析不同类型强化相的作用特点,从而确定各添加物的最佳含量。研究结果表明,Er在合金凝固组织中形成Al3Er、Er5Si3析出相,Y在合金凝固组织中形成Al3Y、Y5Si3、AlCuY析出相,对比分析了Er、Y对基体组织中其它合金元素的影响特点,发现Er有利于合金强度及塑性的提高,Y由于具备对组织中Si极强的吸附特点,导致合金组织中主要强化相Mg2Si相的减少,合金强度改善不明显,但塑性提升显著;在6X82Al中引入原位颗粒,基体组织中存在两种尺度的增强颗粒:尺寸在80100nm,呈近六边形均匀分布的ZrB2颗粒以及呈近六边形或四边形,尺寸在0.51μm的TiB2颗粒;基体合金中同时引入稀土和原位颗粒,组织中缺陷减少,增强颗粒尺寸变小,团聚问题得到改善,合金综合力学性能得到提升。对制备得到的新型6X82Al基复合材料施加声磁耦合场,研究外场作用下复合材料组织结构变化。研究表明,超声由于空化效应及声流效应,有效抑制了凝固组织中颗粒团聚,颗粒尺寸变小,边角钝化效果显著;电磁场产生强烈搅拌作用,促使金属熔体有规律运动,改善了增强颗粒的分布状况,并减小颗粒尺寸;分别研究了超声场、电磁场单独作用特点,确定了声磁耦合场的最佳参数:超声功率1.5kW,施加时间3min,电磁场电流200A,频率为5Hz。声磁耦合综合作用下,复合材料组织中颗粒团聚问题得到有效解决,增强颗粒细化至3050nm,边角圆润,颗粒团簇已基本消失,分布均匀,综合力学性能得到显著改善。合金室温力学性能检测结果表明,基体6X82Al合金的室温抗拉强度为290MPa,延伸率为6.3%;Er含量为0.5wt.%时效果最好,合金抗拉强度为325MPa,延伸率为10.8%,对比于基体,抗拉强度和延伸率分别提升了12.1%和71.4%;Y含量为0.3wt.%时,合金具有最佳的综合力学性能,其抗拉强度为305MPa,延伸率为14.6%,合金强度提升效果不如Er,延伸率提升了131.7%,说明Y更适用于改善合金塑性;(ZrB2+TiB2)含量为3wt.%时,复合材料力学性能最佳,抗拉强度为322MPa,延伸率为8.6%;根据稀土不易加入过多的原则,按稀土总添加量为0.5wt.%,Er、Y比例为3:2,(ZrB2+TiB2)含量为3wt.%,制备得到Er、Y与原位(ZrB2+TiB2)颗粒协同强化6X82Al基复合材料的抗拉强度为334MPa,延伸率为12.4%,强度及塑性均得到显著提高;声磁耦合场下Er、Y和原位颗粒(ZrB2+TiB2)协同强化6X82Al基复合材料的力学性能得到进一步提升,抗拉强度为363MPa,延伸率为15.4%。