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为进一步提高CNTs/Al复合材料力学性能,本文采用搅拌摩擦加工制备了CNTs/ZL114A和CNTs/2A12复合材料,并对复合材料进行后续的热处理及形变热处理。搅拌摩擦加工制备的复合材料,晶粒更加细小,碳纳米管均匀分布在基体材料中,为提高复合材料的力学性能奠定了基础。讨论了碳纳米管体积分数分别为3.4vol.%、4.7vol.%、6.0vol.%和7.3vol.%时复合材料组织及性能的变化,实验结果表明:CNTs/ZL114A复合材料在CNTs体积分数为6.0vol.%时,碳纳米管较为均匀的分布在铝基体中,此时复合材料抗拉强度达到最大值230MPa,抗拉强度较母材提高了28%左右。CNTs/2A12复合材料在CNTs体积分数为4.7vol.%时表现出最佳的力学性能,抗拉强度达到462MPa。研究了热处理工艺对CNTs/ZL114A复合材料组织及力学性能的影响,并分析其强化机制。实验结果表明:CNTs/ZL114A复合材料最佳的热处理工艺为530℃×8h固溶处理+165℃×5h时效处理;复合材料的热处理工艺较基体材料有所改变,主要表现在固溶温度的降低和时效析出速度提前;经过最佳热处理工艺后的复合材料抗拉强度达到330MPa,较热处理前抗拉强度明显提高,较母材热处理后提高了15%。通过增加ZL114A基体材料中的Mg元素含量以及添加Zr、Sr等元素研究了优化后ZL114A铝合金制备的复合材料性能的变化并讨论了热处理工艺。实验结果表明:优化后的复合材料晶粒更加细小,抗拉强度达到280MPa,进一步提高了复合材料的性能;新的复合材料热处理工艺较原来的热处理工艺有所改变,最佳的热处理工艺为:515℃×6h固溶处理+165℃×5.5h;经过热处理后复合材料抗拉强度达到400MPa,在原来的基础上提高了21%左右,复合材料性能进一步得到优化。研究了形变热处理工艺对CNTs/2A12复合材料组织及性能的影响。确定了最终形变热处理工艺的最佳固溶制度为495℃×30min,轧制量15%,时效制度为190℃×10h;此时,复合材料抗拉强度达到562MPa。主要的强化机制为位错强化与析出相协同强化。对复合材料热轧量为60%时,抗拉强度最大达到510MPa,轧制后CNTs沿着一定方向排列。