B4CP/2009Al 复合材料动态再结晶临界条件

李德富，刘生璞，郭胜利

（北京有色金属研究总院，北京 100088）

颗粒增强铝基复合材料因其综合了增强体颗粒与铝合金基体的优异性能而受到了广泛关注，具有轻质、高比刚度、高比强度、高弹性模量、耐腐蚀、耐磨损以及低热膨胀系数等特点[1—2]。常见的增强体颗粒有碳化硅(SiC)、氧化铝(Al2O3)、碳化钛(TiC)、碳化钨(WC)以及碳化硼(B4C)等。其中，B4C陶瓷颗粒具有较低的密度(2.5 g/cm3)、较高的熔点(2350 ℃)和较高的硬度(HV>30 GPa)，因此碳化硼颗粒增强铝基复合材料已成功应用于汽车、电子、航空航天以及军事领域[3—4]。此外，B4C中的10B同位素可以与热中子反应，产生无放射性的锂(Li)和氦(He)，碳化硼颗粒增强铝基复合材料也被用作核工业中子控制和屏蔽材料[5]。

碳化硼颗粒增强铝基复合材料的制备方式主要有搅拌铸造、喷射沉积、无压渗透以及粉末冶金等[6]。制备好的复合材料坯料需要经过热变形过程来获得最终的形状、尺寸以及增强的力学性能。二次成形过程（如挤压、轧制、锻造等）还可以消除复合材料坯料中的孔洞，同时还能改善增强体颗粒与基体合金的界面结合状况[7]，但是，与基体合金相比，颗粒增强铝基复合材料对热变形参数（如变形温度、应变速率、真应变等）更加敏感，复合材料的热变形过程更加复杂。通常，金属或合金的热变形过程中伴有复杂的微观组织演化，如加工硬化、动态回复和动态再结晶[8—9]。动态回复发生在变形的初始阶段，会引起位错密度的增加，当位错密度增大到一个临界值时，就会产生动态再结晶。动……