1绪论 1
1.1引言 1
1.2 Mg2Si金属间化合物及Al-Mg2Si复合材料研究现状 2
1.2.1 Mg2Si金属间化合物的物理力学性质 2
1.2.2 Mg2Si金属间化合物及Mg2Si复合材料制备方法 4
1.2.3熔铸法制备复合材料的组织控制方法及其机制 9
1.3铝基复合材料的摩擦磨损性能及力学特性 17
1.3.1铝基复合材料的摩擦磨损性能及机制 17
1.3.2铝基复合材料的力学特性 19
1.4研究内容 21
2实验材料及方法 22
2.1实验原材料 22
2.2原位Al-Mg2Si复合材料制备及变质工艺 22
2.3萃取实验 23
2.4单辊甩带激冷实验 23
2.5 Al-Mg2Si梯度材料的制备 23
2.5.1电弧重熔实验 23
2.5.2单向重熔淬火实验 24
2.6半固态Al-Mg2Si复合材料制备实验 25
2.6.1等温热处理法 25
2.6.2应变诱发法 25
2.6.3冷斜面技术 26
2.7 T6热处理实验 26
2.8相组成及微观组织分析 27
2.8.1 X射线衍射分析 27
2.8.2扫描电镜和能谱分析 27
2.9性能测试 27
2.9.1拉伸实验 27
2.9.2硬度测试 27
2.9.3干滑动磨损实验 28
2.10实验中的金属模具 30
2.11搅拌摩擦焊接实验 31
3 Mg2Si生长及Al-Mg2Si复合材料组织控制 32
3.1引言 32
3.2 Al-Mg2Si凝固途径及Mg2Si生长机制 32
3.2.1 Al-Mg2Si凝固途径 32
3.2.2 Mg2Si在铝熔体中生长机制 35
3.3 Al-Mg2Si复合材料组织控制 44
3.3.1磷对Al-Mg2Si复合材料的变质（组织控制）作用及其机制 44
3.3.2锶对Al-Mg2Si复合材料的变质（组织控制）作用及其机制 52
3.3.3铈对Al-Mg2Si复合材料的变质（组织控制）作用及其机制 57
3.3.4熔体过热处理对Al-Mg2Si材料的组织控制作用及其机制 61
3.3.5组织控制方式的比较 64
3.4本章小结 65
4半固态Al-Mg2Si复合材料制备及组织特性研究 67
4.1引言 67
4.2应变诱发法制备半固态Al-Mg2Si复合材料及其机制 67
4.3冷斜面技术制备半固态Al-Mg2Si复合材料及其机制 72
4.3.1半固态组织的形成及其机理 72
4.3.2晶粒粗化机制 76
4.3.3形状因子变化规律 79
4.4等温热处理法制备半固态Al-Mg2 Si复合材料及其机制 80
4.5本章小结 86
5 Al-Mg2Si功能梯度材料制备技术及其机制 87
5.1引言 87
5.2电弧重熔技术制备功能梯度材料及其机制 87
5.3单向重熔淬火技术制备功能梯度材料及其机制 94
5.4本章小结 99
6 Al-Mg2Si复合材料力学及磨损特性 100
6.1 Al-Mg2Si复合材料力学特性 100
6.1.1热处理后Al-Mg2Si复合材料布氏硬度变化规律 100
6.1.2 Al-Mg2Si复合材料抗拉强度 102
6.2 Al-Mg2Si复合材料磨损行为 105
6.2.1载荷对磨损行为的影响 106
6.2.2滑动速率对磨损行为的影响 112
6.3本章小结 114
7 Al-Mg2Si复合材料的搅拌摩擦焊接 115
7.1引言 115
7.2 Al-Mg2Si复合材料搅拌摩擦焊接 116
7.2.1母材区域显微组织 116
7.2.2焊接核心区显微组织 117
7.2.3热机械影响区（TMAZ）的显微组织 121
7.2.4不同区域的固相线温度 123
7.2.5力学性能 124
7.3 Al-Mg2Si与5052铝合金材料的搅拌摩擦焊接 128
7.3.1焊接区域的宏观特征 128
7.3.2焊接核心和过渡区的显微组织 128
7.3.3焊核区域和母材的液相线温度 132
7.3.4 Al-Mg2Si/5052搅拌摩擦焊接接头的力学性能 132
7.4本章小结 137
参考文献 138