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本文以A356-Zr(CO3)2、A356-(K2ZrF6+KBF4)为熔体原位反应体系,在脉冲磁场下成功制备了内生(Al2O3+Al3Zr)p/A356和(ZrB2+Al3Zr)p/A356复合材料。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EDS)及电子式万能试验机等分析和测试手段,研究了所制备复合材料的微观组织、内生增强颗粒在基体中的形貌、尺寸、分布特征,分析了脉冲磁场的作用机理;研究了复合材料的力学性能,并分析了它们的内在本质和机制。实验结果表明,对基体A356合金,最佳的强韧化元素加入量为0.02%Sr、0.2%Al-5Ti-1B和0.3%RE。在脉冲磁场下A356-Zr(CO3)2和A356-(K2ZrF6+KBF4)体系原位反应生成的增强颗粒分别为Al2O3+Al3Zr和Al3Zr+ZrB2。脉冲磁场的引入,加速了熔体原位反应的进程,增加了内生颗粒的形核率,细化了晶粒,优化了复合材料的微观组织,提高了复合材料的综合性能,且反应过程平稳,无需机械搅拌,有利于复合材料在工业上的生产应用。脉冲磁场对于原位化学反应的作用机理主要是磁场所带来的颗粒间的不同受力状态和宏观的熔体震荡与搅拌力作用。对于脉冲磁场作用下的A356-Zr(CO3)2反应体系,复合材料的SEM分析表明:所制备的内生Al2O3和Al3Zr增强颗粒在基体中均匀分布,颗粒尺寸细小,小于1μm,大部分在0.5μm左右,内生颗粒与基体界面结合良好。Al3Zr的形貌为椭球状和球状,Al2O3的形貌主要是球状;强韧化元素Sr、Al-5Ti-1B和RE的加入能同时细化基体组织和增强颗粒,颗粒尺寸小于0.3μm,大部在0.1μm左右,同时提高颗粒体积分数,改善颗粒分布状态,变质共晶硅。对于A356-(K2ZrF6+KBF4)体系所制备的复合材料,Al3Zr和ZrB2增强相的颗粒数目较多,尺寸较细小,小于1μm,周边钝圆,在基体中均匀分布。复合材料力学性能测试结果表明:脉冲磁场下(Al3Zr+Al2O3)p/A356复合材料和(Al3Zr+ZrB2)p/A356复合材料的抗拉强度σb和屈服强度σs均随着脉冲磁场强度的增加而提高。对于(Al3Zr+Al2O3)p/A356复合材料,当磁场强度为0.07T时,复合材料的σb和σs分别达到了395.12MPa和338.25MPa,较未施加脉冲磁场分别提高了14.05%和20.94%;对于(Al3Zr+ZrB2)p/A356复合材料,σb和σs分别达到了390.55MPa和333.87MPa,较未施加脉冲磁场分别提高了16.14%和19.07%。随着脉冲磁场作用时间增加σb和σs都先升高后降低,特别的是当时间为20min时,(Al3Zr+Al2O3)p/A356复合材料的σb和σs分别为393.82MPa和331.96MPa,较未施加脉冲磁场分别提高了13.68%和18.69%;(Al3Zr+ZrB2)p/A356复合材料的σb和σs分别为401.03MPa和336.83MPa,较未施加脉冲磁场分别提高了19.25%和20.13%。强韧化元素Sr、Al-5Ti-1B和RE的加入使(Al3Zr+Al2O3)p/A356复合材料的抗拉强度提高了11.01%,达到384.56MPa;在此基础上加入脉冲磁场,复合材料的抗拉强度提高了18.92%,达到了411.97MPa。复合材料的强化机制主要有:Orowan及弥散强化、细晶强化、固溶强化和位错强化。