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传统增强相均匀弥散分布铝基复合材料过分追求高强度,但增强相的均匀分布将基体严重割裂,影响基体的塑性变形,使复合材料塑性韧性变差。并且,以往本课题组对于网状铝基复合材料的研究主要集中于总体积分数10%,导致了复合材料内部局部体积分数过高,同样影响复合材料强度和塑性的发挥。本文依据H-S理论,设计硬质陶瓷增强相颗粒包围软质基体的非连续网状结构(Al3Zr+Al2O3)/6061铝基复合材料,并降低体积分数,制备出体积分数分别为1%、3%、5%的烧结态、挤压态、热处理态复合材料,并采用扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD)等手段对复合材料组织结构进行分析,并测定不同体积分数及不同状态对复合材料硬度、室温拉伸、室温弯曲、室温断裂等力学性能及致密度的影响。分析增强相体积分数和热挤压和热处理对复合材料影响。选取200rpm及2h的低能球磨混料工艺对Zr O2和6061铝合金粉末进行混合,探究反应温度及保温时间对复合材料组织演化影响,确定原位反应最佳工艺为850o C,保温90min,并采用三步法制备(Al3Zr+Al2O3)/6061铝基复合材料。SEM及XRD表明原料Zr O2与6061铝合金基体充分反应生成Al3Zr和Al2O3,呈非连续网状分布在6061铝合金颗粒周围。经热挤压变形后,球状6061铝合金颗粒被拉长,变成椭球状。横向组织网状尺寸缩小,增强相Al3Zr颗粒尺寸变小。纵向截面网状尺寸被拉长,增强相颗粒平行于挤压方向分布,基体连通性提高,孔洞等缺陷降低,复合材料致密度提升,并且晶粒细化。热挤压变形使材料致密度提高,各体积分数下复合材料致密度均接近99%,并且随体积分数增大,致密度有一定程度下降。维氏硬度试验表明,从基体区域到增强体颗粒边界处硬度逐渐上升。经挤压变形及热处理组织优化后,硬度提高。体积分数增大对基体区域硬度影响不大,而增强体富集区域硬度随之增大。室温拉伸试验表明,网状结构复合材料有着优良的塑性,强度随体积分数增加而增大,延伸率呈下降趋势。经热挤压变形不仅可以提升强度,而且同时增大复合材料塑性。各体积分数下,热挤压态复合材料强度分别提升至179.9MPa、199.4MPa、210.8MPa,塑性分别为20.1%、17.8%、16.9%。(Al3Zr+Al2O3)/6061铝基复合材料弯曲变形能力优良,挤压态的材料经弯曲后均未出现宏观裂纹,且抗弯强度较高。断裂韧性方面,低体积分数网状复合材料断裂韧性相对较低,但载荷到达峰值后,应力下降较为缓慢,特殊的网状结构可以有效降低裂纹扩展的速率。