含钢纤维的高变形镁锂复合材料的微观结构与强度关系( Microstructure-strength relationships of heavily deformed magnesium-lithium composites containing steel fibers )

J Jensen

变形加工金属-金属复合材料(DMMC)的成功开发为具有高温稳定性的延展性、高强度结构材料提供了潜力。采用熔渗铸造工艺,将不同熔化温度的基体材料和纤维材料结合起来,对钢丝绳预制件进行了熔渗镁锂（Mg-Li）合金的研究。基体合金为六方密排(HCP)Mg-4wt%Li或体心立方(BCC)Mg-12wt%Li；低碳钢羊毛纤维主要为BCC铁素体。这些铸造HCP/BCC和BCC/BCC复合材料通过轧制或拉伸和锻造进行变形。研究了不同变形水平下复合材料的力学性能、微观结构和织构发展。HCP/BCC复合材料在400°C以下的温度下具有有限的成形性，BCC/BCC复合材料在室温下板材轧制时具有良好的成形性，但在室温下锻造时具有有限的成形性。这些HCP/BCC和BCC/BCC复合材料的拉伸强度随变形而略有增加，但低于混合物规则(ROM)的预测值。对复合材料的微观结构进行了表征，将纤维尺寸与复合材料的变形、应变和力学性能相关联。利用体视学测量长丝尺寸来调整ROM计算，以反映纤维中的实际变形应变。然而，这些复合材料的实验强度仍然低于ROM预测，可能是由于相当大的纤维的存在。在描述DMMC材料强化的众多模型中，Hall-Petch关系式能较好地描述实验数据。并对复合材料的织构发展进行了表征，以解释复合材料的变形特性。利用X射线衍射和取向成像显微镜(OIM)获得了不同变形水平下基体和纤维相的极图。将织构分析结果与某些复合材料在变形过程中特定微观组织的发展和观察到的有限变形特征进行了比较。OIM技术以前没有用于DMMC材料的织构分析，并与传统的X射线方法进行了比较。

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