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针对航空航天领域对轻质、低膨胀、高强度性能的需要,本文采用粉末冶金法制备了体积分数为30%,颗粒尺寸为3.5?m的SiCp/Al复合材料。由于复合材料中含有硬脆质增强体颗粒,给复合材料的二次加工带来了困难。因此,深入研究复合材料的热变形行为具有重要的理论意义和应用价值。 本文针对 SiCp/Al复合材料的热变形工艺设计问题,通过在 Gleeble-1500D热模拟实验机上进行热压缩变形实验,变形温度为623-773K、应变速率为0.01-10s-1。运用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜等分析手段探明了 SiCp/Al复合材料的显微组织演变规律。根据应力-应变曲线构建复合材料的动态再结晶模型。 对 SiCp/Al复合材料的应力-应变曲线研究发现,该复合材料的流变应力均随变形温度升高或应变速率的降低而减小。采用线性回归方法,建立了关于峰值应力与变形温度和应变速率的本构方程,并计算出该材料的热变形激活能。 对 SiCp/Al复合材料热变形后的透射图研究表明:随着应变速率的降低或变形温度的升高,动态再结晶晶粒开始出现并逐渐长大。结合 Z参数分析了热变形的微观组织演变。SiCp/Al复合材料热变形过程中的软化机制包括动态回复和动态再结晶,其中,动态再结晶形核机制包括亚晶合并、亚晶长大和晶界弓出机制。Z参数可以作为判断SiCp/Al复合材料软化机制的条件,当Z参数较高时,软化机制同时存在有动态回复和动态再结晶。当 lnZ值低于57.3275时,动态再结晶占主导地位。 SiCp/Al复合材料发生动态再结晶时,其动态再结晶临界应变对应?-?曲线拐点,且在???/????曲线上出现最小值。通过对 lnθ-ε曲线及(??(ln?)/??)??)曲线分析,可以得出同样的结论。利用两种方法可以求出临界应变,分析两组数据发现两种数据基本吻合且两种方法均可行。 研究了 SiCp/Al复合材料的动力学模型及其动态再结晶晶粒尺寸模型。结果表明,SiCp/Al复合材料的动态再结晶体积分数随变形温度升高和应变速率降低而增大,且其动态再结晶动力学曲线均呈现“S”型。采用 Avrami动力学方程建立了 SiCp/Al复合材料的动力学方程。基于动态再结晶晶粒生长驱动力分析,建立了复合材料的动态再结晶晶粒尺寸模型。