鍛造是復合材料壓力加工工藝主要形式之一，是向各個產(chǎn)業(yè)提供裝備零件坯料主要途徑之一。其主要優(yōu)點：不但可獲得與裝備零件外形極為相似的坯料，而且其尺寸也極為接近；而且坯料的組織得到根本性的改變，消除了鑄造組織和種種鑄造缺陷，力學性能提高了；是制備受力大、力學性能要求高的重要與關(guān)鍵機械零件的首選工藝。鍛造是利用鍛壓機的錘頭、沖頭或通過模具對坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需形狀和尺寸的供機械精深加工成品零件的中間產(chǎn)品，是復合鋁合金特別是顆粒、晶須等增強的復合材料的主要的塑性加工工藝之一。鍛造用的坯料有鑄造的，也有經(jīng)過擠壓的，后者主要用于鍛壓航空航天器的重要零件。鋁合金鍛件的95%左右是模鍛的不含沖擠的。
●Al2 O3 p／6063 Al復合材料的鍛造
Al2 O3p／6063 Al復合合金的晶粒鍛造后顯著細化，組織相應(yīng)地致密，但晶粒排布有一定的位相差，這主要是由于多向鍛造的塑性變形方向在不斷的變化， 導致復合材料變形后的顯微組織呈現(xiàn)如圖1b所示的形貌，同時，鍛造使基體晶粒明顯細化。
科學研究顯示，在Al2 O3／6063 Al復合材料掃描電鏡照片中，Al2 O3顆粒在鍛造后既細小又分布更加彌散與均勻，顆粒形貌相對圓鈍化，分散也更加均勻，組織中的夾雜物被鍛碎，分散于基體中。
●鍛造對Zr B2／6063 Al復合材料顯微組織的影響
ZrB2／6063 Al復合材料鍛造前后的超景深形貌如圖2所示，其中圖2a是復合材料的鑄態(tài)金相組織超景深圖，以凱勒（Keller）試劑浸蝕，如圖可見，基體晶粒尺寸100μm～150μm，晶粒為粗大枝晶狀結(jié)構(gòu)排列。鍛后的組織，存在明顯的流線，晶粒流向垂直于鍛造力方向，晶粒在該方向被拉長。復鍛造前的復合材料中大部分（65% ～ 75%）ZrB2顆粒有明顯的偏聚現(xiàn)象，其余的沿晶界零散地分布著，但是首尾相連。由圖2d可見，鍛造后的復合材料組織呈明顯的河流狀花樣，增強ZrB2顆粒也隨著基體的定向流動呈鏈狀分布，偏聚現(xiàn)象大有改觀，大的顆粒被鍛碎，破碎的粒子呈鏈狀沿基體流向分布，而原來的較小的ZrB2顆粒則隨著晶界流動而呈彎曲的帶狀分布，原有的鑄造缺陷如氣孔、疏松等不復存在，組織密實了，細小了，均勻了。
●Al3 Zr／6063 Al復合材料的鍛造顯微組織
質(zhì)量分數(shù)5% Al3 Zr／6063 Al復合材料鍛造前大部分Al3 Zr呈板條狀或長針狀，尺寸為100μm～200μm，少部分為短棒狀顆粒，尺寸10μm～20μm，有較明顯的團聚傾向。鍛造后，板條狀和針狀Al3 Zr顆粒被鍛碎，基本上消失了，變成了尺寸為10μm～30μm的小顆粒。鍛造前錠坯中存在的少量細小聚集狀態(tài)的Al3 Zr顆粒，在鍛造后仍維持原狀，形狀及尺寸未變或基本未變，但由于在垂直方向受到了流動壓力，顆粒向四方滑移，偏聚現(xiàn)像基本消失，分布較為均勻，且呈較為流線型分布。
Al3 Zr／6063 Al復合材料中的Al3 Zr增強體顆粒除斷裂破碎之外，還會發(fā)生移動和轉(zhuǎn)動，如果鍛造變形量足夠大，顆粒就會在垂直于鍛造方向呈有序定向分布，顆粒的移動和轉(zhuǎn)動是6063合金基體的塑性變形引起的，而位錯滑移、攀移對顆粒的轉(zhuǎn)動起主導作用，鍛造時基體晶粒發(fā)生變形移動，Al3 Zr顆粒則受到一定的力矩作用，從而發(fā)生轉(zhuǎn)動，并且顆粒也隨著基體晶粒的移動和回復再結(jié)晶而移動，因而斷裂后的Al3 Zr顆粒之間不會形成空洞缺陷，而是被基體填充。
另外，鑄態(tài)Al3 Zr／6063 Al復合材料總或多或少含有孔洞與疏松缺陷。熱鍛造時，基體會發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶，形成細小的再結(jié)晶晶粒，而且6063合金基體在鍛造力作用下會變形和移動，焊合了鑄坯中的缺陷如微裂紋和氣孔，復合材料組織更加致密了，缺陷消失或明顯減少。
研究表明，鑄態(tài)Al3 Zr／6063 Al復合材料基體晶粒為不規(guī)則的樹枝晶，尺寸為80μm～100μm，鍛造后晶粒明顯變形，成為寬5μm～15μm、長50μm～110μm的流線型長纖維狀組織，與鍛造時材料流向一致。其原因是，鍛造時如用空氣錘，它的速度為10m／s～30m／s，增強顆粒被鍛碎，鍛件內(nèi)部受到三向應(yīng)力作用，使復合材料晶粒在壓應(yīng)力作用下產(chǎn)生XY方向的延展，晶粒呈纖維狀組織，晶粒整體呈流線型，變得細?。煌瑫r，復合材料中有些基體被鍛碎，晶粒多了，細小了。因此，整體上鍛造變形細化了工件晶粒，提高了產(chǎn)品的各項性能，消除了部分三晶粒交界處的孔洞缺陷。