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Mg具有质轻、比强度高等优点,但其耐腐蚀性能和加工性能差制约了镁合金的广泛应用。而Al的加工性能及耐腐蚀性能较好,在一定程度上可以弥补Mg的缺陷。镁/铝复合材料可以广泛地用于航空航天、汽车、电脑等各个领域。围绕其制备工艺的研发和界面层的形成与控制已成为近年来的研究热点。本文主要通过搅拌摩擦焊与轧制相结合的方法制备1060/AZ31/1060复合板,研究复合板的制备工艺,并获得较好的制备工艺参数;为制定1060/AZ31/1060复合板合理的热加工工艺,对复合板进行高温压缩实验,分析1060/AZ31/1060复合材料高温变形时流变应力随变形速率及变形温度的变化规律,建立复合材料的本构方程,并绘制复合材料的热加工图从而制定复合板热轧工艺;研究热处理工艺对复合板力学性能、界面组织、界面化合物形成以及界面显微硬度等的影响;对88.5%、78.5%、66.9%和57.4%四种不同压下率条件下1060/AZ31/1060复合板界面扩散层的生长规律进行研究,建立不同压下量下的扩散动力学理论模型。本论文研究工作可为1060/AZ31/1060复合板制备工艺的优化和界面层的控制提供参考。主要研究结果如下:(1)1060/AZ31/1060复合板热轧至一定厚度后,在保证复合板心部不开裂及晶粒尺寸均匀的基础上,单道次加工率越大越有利于镁铝结合;1060/AZ31/1060复合板道次间退火温度为430℃时,退火时间控制在10 min左右,可以获得界面结合较好的复合板。(2)1060/AZ31/1060复合板在高温压缩过程中,随着应变量的增加,其流变应力保持平稳或略有上升;当应变速率为0.1 s-1和0.01 s-1时,初始阶段流变应力随着应变量的增加急剧增大,流变应力达到最大值后逐渐趋于平稳;当应变速率为1 s-1和10 s-1时,初始阶段流变应力也急剧增加,后期流变应力随应变量的增加仍然继续增大,增大趋势较为缓慢。(3)当应变量较小时(ε=0.1),1060/AZ31/1060复合板适合在应变速率小于0.1 s-1区域内进行加工,该区域内温度越高,越有利于热加工成形;当应变量大于0.1时,在低温高应变速率(250℃,10 s-1)和低温低应变速率(250℃,0.01 s-1)区域其能量耗散系数较大,该区域适合热加工,并且随着应变量增加能量耗散系数极值逐渐增大;在应变较小区域,随着温度的降低,能量耗散系数逐渐增大。(4)当热处理时间一定时(2 h),1060/AZ31/1060复合板界面扩散层的显微硬度随加热温度的增加而逐渐提高;当热处理温度一定时(300℃和400℃),复合板界面扩散层显微硬度随加热时间的增加而逐渐提高。(5)1060/AZ31/1060复合板界面处扩散层厚度随热处理时间的增加而增加,并且扩散层中镁铝元素平衡时所对应的长度也逐渐增加;在1060/AZ31/1060复合板热处理初期,第二相主要有Mg17Al12、Mg2Al3、Al5Mg11Zn4、Al6Mn,当热处理时间的延长到一定程度时,开始出现Mg32(Al,Zn)49相。(6)当热处理温度和时间一定时,界面扩散层厚度随轧制压下率(57.488.5%)的增加而逐渐上升;不同轧制应变场作用下1060/AZ31/1060复合板的界面扩散层生长动力学模型公式: