热轧高含量B4C颗粒增强Al基复合材料的成形性能

高含量B4C (B4C≥30Wt％)颗粒增强Al基(B4Cp/Al)复合材料具有优异的结构和功能特性,尤其是具有优异的中子吸收性能,在核防护领域被用做屏蔽材料使用.但由于高含量B4C颗粒的加入,使B4Cp/Al复合材料变形困难.采用ABAQUS数值模拟方法对不同变形量下B4Cp/Al复合材料的热轧过程进行数值模拟分析,在480℃温度下对热压烧结的B4Cp/Al复合材料坯料进行轧制,并对其微观组织和力学性能进行分析.数值模拟结果表明,热轧变形量达到60％以上时,B4Cp/Al复合材料板材表面中间区域应力较小,侧面应力较大,在板材边缘容易产生残余应力.研究结果表明,随轧制下压量的增加,B4Cp/Al复合材料中B4C颗粒分布明显均匀,位错密度增加.当轧制变形量达到70％时,B4Cp/Al复合材料的屈服强度提高至249.46 MPa,极限抗拉强度提高至299.56 MPa.在拉伸过程中,B4C颗粒优先断裂,但并未与基体界面脱黏,B4C颗粒承受了主要载荷,Al基体发生塑性流动,从而提高了B4Cp/Al复合材料的强度.