超声波复合搅拌铸造制备高强韧纳米镁基复合材料的强韧化和变形机理研究

采用超声波复合搅拌铸造制备纳米SiC颗粒增强镁基复合材料，然后对铸态纳米镁基复合材料实施多向锻造变形。在纳米颗粒和多向锻造的共同作用下，显著细化基体镁合金晶粒，同时提高复合材料的强度和韧性，制备出一种新型高强韧纳米镁基复合材料，深入研究纳米颗粒对基体镁合金的位错、晶界和晶粒等显微结构和力学性能的影响规律及其机制，揭示纳米镁基复合材料的强韧化机理、变形机理和动态再结晶行为，建立纳米复合材料显微组织和力学性能的内在联系。目前国内外相关研究较少，通过本课题研究将为镁基复合材料设计、制备和强韧化提供理论支持，为制备大块高强韧纳米镁基复合材料提供一种新思路。

根据项目计划书要求，针对纳米SiC颗粒增强AZ91镁基复合材料体系，开展了超声波复合搅拌铸造工艺研究、 铸态纳米镁基复合材料的强韧化机理研究、 纳米镁基复合材料多向锻造与变形机理研究、多向锻造后纳米SiCp/AZ91复合材料室温拉伸断裂行为、多向锻造纳米SiCp/AZ91复合材料强韧化机理研究和多向锻造过程中纳米复合材料动态再结晶机制研究。揭示了超声波复合搅拌铸造制备工艺参数对纳米颗粒分布、基体显微组织和力学性能的影响规律，对比试验结果和理论计算结果，阐明了纳米颗粒的强化机制；研究了恒温和降温多向锻造锻造工艺参数对纳米复合材料显微组织和力学性能的影响规律，分析了纳米复合材料的织构演变规律，揭示了纳米镁基复合材料的变形机理和动态再结晶机制，阐明了纳米复合材料的断裂机理和力学性能影响因素，掌握了联合采用纳米颗粒和多向锻造调空镁合金基体组织和性能的规律，制备出一种新型细晶高强韧纳米镁基复合材料。.总体而言，本项目已经完成了预定的研究内容，到达了预期的研究目标，发表SCI论文20篇，获得授权专利2项，培养研究生5人。