2.4.1光学显微组织观察 10

2.4.2SEM显微组织观察 10

2.4.3硬度试验 11

2.4.4拉伸性能测试 11

第三章试验结果与讨论 12

3.1Mg/Al复合板退火处理后Mg层显微组织 12

3.1.1退火时间对Al/Mg/Al三明治板Mg层显微组织的影响 12

3.1.2退火温度对1道次Mg/Al复合板Mg层显微组织的影响 13

3.1.3退火温度对2道次Mg/Al复合板Mg层显微组织的影响 15

3.2Mg/Al复合板的显微组织 16

3.2.1ARB变形Mg/Al复合板的SEM显微组织 16

3.2.2退火处理对Mg/Al复合板界面的影响 17

3.3Mg/Al复合板退火处理后的力学性能 22

3.3.1退火处理对Mg/Al复合板拉伸性能的影响 22

3.3.2退火处理对Mg/Al复合板显微硬度的影响 25

结论 27

致谢 28

参考文献 29

第一章绪论

1.1研究背景

材料是人类赖以生存和发展的物质基础，而随着现代化工业技术的发展和各种高新产业的出现，传统的单组元金属材料已经很难满足人们对其性能的要求。因此，材料科学与工程领域中的科学家一直致力于研究和制备新型复合材料。

镁合金由于其独特的性能，受到越来越多的关注，它是目前最轻的金属结构材料，具有密度低、比强度高、比刚性好、阻尼减振性能好、导热性好、电磁屏蔽性好以及良好的机械加工和尺寸稳定性等特性[1]。近年来，随着镁合金生产成本的逐渐降低，成型工艺的进步和产品质量的提高，使其在汽车、通讯以及航天航空等领域的应用，具有极其广阔的应用前景。但由于镁及镁合金耐腐蚀性和塑性变形能力差的缺点，严重限制其广泛应用。铝及铝合金则具有较好的耐腐蚀性、良好的塑性成形性能、较高的强度，铝也是镁合金中应用最多的一种对强度和耐腐蚀性改善有益的合金元素。如果通过一定制备工艺将镁和铝这两种金属复合到一起，形成复合材料，那不仅能保持各金属组元独有的特性，还具有其单一金属组元所不具备的物理、化学和力学性能[2]。

金属层状复合材料是由两层或两层以上不同性能的金属板采用特殊的加工工艺制备而成一种新型材料，与单一的金属组元相比，其结合了两种不同金属的优点，获得单一金属组元所不具有的综合性能，满足高强度、高比刚度、耐磨、耐蚀、抗疲劳性等性能的要求，与此同时，金属复合材料还能很大程度地节约稀有贵重金属，降低工艺成本。目前为止，金属层状复合材料已经广泛地应用于航天航空、化工、机械、通讯、船舶、核能以及日用品等领域[3]。

累积叠轧工艺（ARB，accumulativerollbonding）是剧烈塑性变形技术（SPD，severeplasticdeformation）中极具实际意义和工业生产意义的一种用于制备超细晶材料的方法，到目前为止，剧烈塑性变形技术被众多科学家认为是唯一有希望能应用于大规模工业自动化生产超细晶材料的方法[4,5]。累积叠轧工艺将板材表面先进行预处理，叠合一起，轧制后裁剪成相同尺寸，每次叠轧可以保持横截面面积、形状不变，并且还能达到材料本身难以达到的较大变形量，理论上叠轧过程可以无限次重复。ARB工艺不仅是一种应变不断累积并叠加的变形过程，也是一种界面固相互相扩散的过程。工艺上不断引入较大的应变累积，产生机械合金化效应，提高其不同金属间的结合能力，还能细化晶粒，从而提高材料的硬度、强度及塑性等力学性能。通过累积叠轧工艺制备而成的超细晶材料，其显微组织和力学性能在动力学和热力学方面不稳定。因此，退火处理是材料轧制复合后要进行的一个重要工艺步骤。退火处理不仅可以促进异种金属原子之间发生相互扩散，还能通过其界面金属原子的扩散以及轧制复合机制来提高复合板材间的结合强度，从而消除累积叠轧过程中产生的加工硬化以及残余应力，确保后续的加工和使用[2]。