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非连续增强铝基复合材料具有高的比强度和比刚度,是一种非常有应用前景的轻质高强结构材料。但是由于非连续增强铝基复合材料的塑性较低,使其复杂形状构件的塑性成形变得比较困难。因此研究非连续增强铝基复合材料的高速超塑性对复杂形状构件的塑性成十分重要。本文利用粉末冶金法制备了纳米Al2O3颗粒为5%和10%的Al2O3p/6061Al复合材料,并对复合材料进行了热挤压和热轧制变形。利用扫描电镜、透射电镜和拉伸试验方法研究了纳米Al2O3颗粒含量以及热挤压和热轧制变形对Al2O3p/6061Al复合材料组织与性能的影响规律。利用硬度测量方法优化了Al2O3p/6061Al复合材料固溶和时效热处理参数。采用高温拉伸试验方法研究了热挤压和热轧制变形、纳米Al2O3颗粒含量、变形温度和应变速率对Al2O3p/6061Al复合材料拉伸超塑性的影响规律。采用5%的HF浸泡以及超声波分散及机械搅拌方法对纳米Al2O3颗粒进行了清洗和分散预处理。确定了纳米Al2O3颗粒与6061Al基体粉末混合的最佳工艺为:球料比为10:1,转速为100转/分,球磨时间为20小时。在烧结温度为530℃和保压时间为1.0小时的真空热压烧结条件下,制备了纳米Al2O3颗粒为5%和10%的Al2O3p/6061Al复合材料,并分别在530℃和500℃温度下对复合材料进行了热挤压挤压变形和热轧制变形。微观组织分析结果表明,热挤压变形和热轧制变形提高了Al2O3p/6061Al复合材料中纳米Al2O3颗粒分布的均匀性;纳米Al2O3颗粒含量为5%的Al2O3p/6061Al复合材料中Al2O3颗粒分布均匀性比纳米Al2O3颗粒含量为10%的复合材料好。拉伸性能测试结果表明:热挤压变形和热轧制变形使Al2O3p/6061Al复合材料的抗拉强度和拉伸塑性都得到提高;纳米Al2O3颗粒含量为5%的Al2O3p/6061Al复合材料表现出较好的综合拉伸性能。利用硬度测试方法优化了Al2O3p/6061Al复合材料的固溶和时效处理工艺参数。烧结态Al2O3p/6061Al复合材料的最佳固溶处理温度为530℃,固溶处理时间为1.5-2.0小时,时效处理工艺为:160℃时效5小时。热挤压态和热轧制态Al2O3p/6061Al复合材料的最佳固溶处理温度为530℃,固溶处理时间为1.0-1.5小时,时效处理工艺为:160℃时效4小时。研究了纳米Al2O3颗粒含量以及热挤压和热轧制变形对Al2O3p/6061Al复合材料拉伸超塑性的影响。结果表明:纳米Al2O3颗粒含量为5%的复合材料比纳米Al2O3颗粒含量为10%的复合材料具有较大的拉伸超塑性;热挤压变形和热轧制变形使复合材料的拉伸超塑性得到提高。在温度为500-620℃和应变速率为0.01-1.0 s-1的条件下测试了Al2O3p/6061Al复合材料的拉伸超塑性。结果表明:随应变速率的提高,Al2O3p/6061Al复合材料得到最大延伸率所对应的拉伸变形温度上升;在温度为560℃和应变速率为1.0 s-1时,纳米Al2O3颗粒为5%的热轧制态Al2O3p/6061Al复合材料得到了262%的最大高速拉伸超塑性,此时的应变速率敏感因子达到了0.35。