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本课题研究稀土合金化和原位合成增强颗粒对7055合金的强化规律,重点研究了高能超声作用下7055Al-K2TiF6-KBF4体系合成TiB2颗粒增强7055基复合材料的微结构和机制；以及交变磁场作用下7055Al-Ce2(CO3)3体系合成Al2O3颗粒增强7055基复合材料的微结构和机制,并利用光学显微镜(OM)、X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、及电子式万能试验机等分析和测试方法,分析了稀土合金化和原位颗粒增强7055基复合材料的微观组织、相组成以及内生颗粒的形貌、大小、分布特征；研究了复合材料的力学性能,并分析了与组织间的对应关系及强化机理。获得的研究结果如下:
1.在7055合金中添加单一稀土Er后铸态组织得到明显的细化,当Er加入量0.25wt.％时晶粒细化效果最好。当Er加入量较大(≥0.25wt.％)时,晶粒细化作用减弱,Er在合金中形成Al8Cu4Er相,并呈块状或条状分布于晶界；添加复合稀土(0.12wt.％Er+0.08wt.％Y+0.05wt.％Ce)时,合金晶粒大小是单独添加0.25wt.％Er的1／3～1／2。
2.高能超声作用下7055Al-K2TiF6-KBF4体系原位生成的增强颗粒为TiB2,尺寸在80～100nm之间,呈六棱粒状,部分颗粒出现“球化”现象。水淬试样的SEM和EDS结果表明,高能超声能显著地促进7055Al-K2TiF6-KBF4体系的原位化学反应的进程,缩短化学反应的时间。探讨了高能超声作用下熔体反应法制备内生颗粒增强铝基复合材料的动力学及反应机制,认为主要是超声处理熔体时产生的声空化效应、声流效应、机械效应和热效应的综合作用。
3.磁场作用下7055Al-Ce2(CO3)3体系原位生成Al2O3颗粒,颗粒尺寸在0.1～3.0μm之间,主要为球状。当施加磁场时,能促进7055Al-Ce2(CO3)3体系反应进程,细化晶粒。磁场作用时间为15分钟,磁感应强度为0.07T时,所得颗粒最细小,圆整,分布较均匀,颗粒达到亚微米级别。
4.7055Al-Ce2(CO3)3体系原位生成Al2O3／7055Al复合材料,铸锭经450℃均匀化,挤压后固溶时效处理。Al2O3颗粒增强复合材料抗拉强度达到630MPa,比基体合金的565MPa提高了11.5％,伸长率为8.91％,比基体合金的伸长率9.80％降低了9.08％。