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镁、铝合金是目前应用范围最广泛的两类轻金属,研究和发展轻金属新材料对充分利用我国的镁、铝资源优势具有重要意义。制备异质金属多层材料,能实现异质金属之间的优势互补,从而使该材料具备更多优势性能。本课题利用累积叠轧加工工艺,对轻金属多层板材进行高周期的轧制加工,尝试制备轻金属纳米多层板材。首先,通过累积叠轧法对AZ31变形镁合金和1060纯铝多层板材在400℃的轧制温度下进行八个周期的变形加工,每个周期进行5个道次的轧制,每道次压下量均为-15%,则每个周期轧制过后板材的总变形量均为75%。在实验过程中,由于在层界面处生成了Mg/Al金属间化合物(主要为Mg17Al12), Mg/Al多层板材之间不仅没有形成多层状的组织结构,还明显降低了板材的拉伸强度。不过金属间化合物的生成有效提高了板材层界面间的结合程度,而且随着累积叠轧周期的增加,化合物被明显细化,并在板材中逐渐呈连续多层状分布。其次,在1060纯铝板材之间插嵌入多壁碳纳米管。在250℃的轧制温度下对该多层板材进行八个周期的累积叠轧加工,每周期进行3个道次的轧制,道次压下量为25%,每周期轧制之后板材的总变形量为75%。结果表明,插嵌有碳纳米管的1060纯铝多层板材在轧制过程中能够形成多层状的组织结构,但是在实验初期板材中的层界面不能形成良好的结合,只有在至少3个周期的轧制之后才能得到整体性较好的板材。同时,随着轧制周期数的增加,板材层界面间的结合程度不断提高,板材的抗拉强度也随之逐渐增强。在经过八个周期的累积叠轧加工之后,部分碳纳米管开始弥散到纯铝基体中,但是板材中的Al/C多层状组织结构仍清晰可见。由此可见,通过累积叠轧工艺制备层厚度达到纳米级别的异质金属多层材料,需要避免轧制过程中异质金属之间在层界面处发生反应生成金属间化合物,同时不断提高累积叠轧加工后各层金属层界面的结合程度,从而使异质金属多层材料具有更好的力学性能。