通過鑄錠-熔煉或鑄造法或者粉末冶金(P/M)技術(shù)，在鋁基合金中添加陶瓷顆粒或晶須，則開發(fā)出一系列新的優(yōu)質(zhì)鋁材料，稱之為不連續(xù)的金屬基復(fù)合材。在這些材料中，強(qiáng)化材料(例如碳化硅、碳化硼或氮化硼)是非連續(xù)體，以分散的顆粒存在于鋁合金基體中。與連續(xù)金屬基復(fù)合材料(連續(xù)纖維增強(qiáng))不同，不連續(xù)金屬基復(fù)合材料可以用所有現(xiàn)有金屬加工技術(shù)，其中包括鍛壓技術(shù)，進(jìn)行加工。
通常在鋁合金基體中添加10%～40%體積分?jǐn)?shù)的強(qiáng)化材料，將顯著地改變合金的性能。與基體合金相比，這類添加物通常能顯著增加彈性和動態(tài)模量，增加強(qiáng)度，降低延性和斷裂韌性，增加抗磨損性，提高高溫性能，但并不顯著影響抗腐蝕性。一些試驗(yàn)性的不連續(xù)金屬基復(fù)合材，這些材料正在鍛件中接受檢驗(yàn)。這些材料尚沒有哪一種已得到明顯的工業(yè)應(yīng)用，但合金和鍛壓工藝的研究開發(fā)正在繼續(xù)中。
鍛造試驗(yàn)表明，非連續(xù)增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料的強(qiáng)化添加物改變了變形行為和增高了流動應(yīng)力。這些材料的加工歷史對其鍛壓變形行為和最終力學(xué)性能同樣也是關(guān)鍵的。大部分材料的鍛造溫度已基本確定，一般比表11中基體金屬的鍛造溫度要高一些。實(shí)踐表明，以現(xiàn)有2×、6×和7×系列鍛造鋁合金為基的不連續(xù)金屬基復(fù)合材料，能成功地鍛壓成所有類型的鍛件，包括高精度的精密模鍛件。但這些材料對模具耗損較大，因而模具壽命比鍛壓其母材要短些。
通常在鋁合金基體中添加10%～40%體積分?jǐn)?shù)的強(qiáng)化材料，將顯著地改變合金的性能。與基體合金相比，這類添加物通常能顯著增加彈性和動態(tài)模量，增加強(qiáng)度，降低延性和斷裂韌性，增加抗磨損性，提高高溫性能，但并不顯著影響抗腐蝕性。一些試驗(yàn)性的不連續(xù)金屬基復(fù)合材，這些材料正在鍛件中接受檢驗(yàn)。這些材料尚沒有哪一種已得到明顯的工業(yè)應(yīng)用，但合金和鍛壓工藝的研究開發(fā)正在繼續(xù)中。
鍛造試驗(yàn)表明，非連續(xù)增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料的強(qiáng)化添加物改變了變形行為和增高了流動應(yīng)力。這些材料的加工歷史對其鍛壓變形行為和最終力學(xué)性能同樣也是關(guān)鍵的。大部分材料的鍛造溫度已基本確定，一般比表11中基體金屬的鍛造溫度要高一些。實(shí)踐表明，以現(xiàn)有2×、6×和7×系列鍛造鋁合金為基的不連續(xù)金屬基復(fù)合材料，能成功地鍛壓成所有類型的鍛件，包括高精度的精密模鍛件。但這些材料對模具耗損較大，因而模具壽命比鍛壓其母材要短些。
雖然鋁基復(fù)合材料是金屬基復(fù)合材料中研究最多、塑性較好的復(fù)合材料，但塑性差仍是其應(yīng)用于工程的主要障礙之一。例如，6061-T6基體的室溫延伸率為20%，而6061+SiC(W)擠壓T6的延伸率為3.5%,6061+15%SiC(P)的延伸率為7.5%，6061+40%SiC(P)的延伸率僅為2%。將這些復(fù)合材料的板料進(jìn)行室溫彎曲和成形實(shí)際上是不可能的。
為了解決鋁基復(fù)合材料成形性較差的問題，近年來對其超塑性進(jìn)行了大量研究。為了獲得超塑性，通常是通過熱變形加適當(dāng)?shù)臒崽幚韥慝@得微細(xì)等軸晶粒。
電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，鋁基復(fù)合材料在超塑性拉伸時(shí)晶粒繞增強(qiáng)體發(fā)生轉(zhuǎn)動，并產(chǎn)生滑移。同時(shí)增強(qiáng)體也參與配合基體晶粒的這種運(yùn)動，顯示了明顯的超塑性流動特征。鋁基復(fù)合材料在超塑性變形過程中，除發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)大量空洞外，還顯示出高密度的位錯(cuò)組態(tài)。在粉末冶金法制得的SiC(P)/Al中，SiC顆粒作為一種增強(qiáng)體彌散地分布在粉末顆粒之間，本身并不發(fā)生變形。
對于一些鋁基復(fù)合材料，在高應(yīng)變速率以及變形溫度約高于基體固相線溫度的情況下，材料具有超塑性。這時(shí)，在晶間產(chǎn)生液相薄層，使變形在固液兩相共存狀態(tài)下進(jìn)行。通過液相薄層剪切實(shí)現(xiàn)晶粒間和晶粒與增強(qiáng)體間彼此滑動，液相薄層像潤滑劑一樣，使增強(qiáng)體與基體晶粒間滑動更容易，從而提高了延伸率。
近年來對鋁合金的電致超塑性也進(jìn)行了許多研究。在脈沖電流或電磁場的作用下，鋁合金的塑性可增長2～3倍，超塑性變形量提高1倍以上。
將脈沖電流應(yīng)用于2091鋁-鋰合金的超塑性變形，可使超塑性延伸率由530%提高到620%。LY12CZ鋁合金強(qiáng)電場中超塑性變形時(shí)的最佳工藝參數(shù)是：變形溫度為490℃，初始應(yīng)變速率為1.8×10-4s-1，電場強(qiáng)度為2.0kV/cm。在此最佳超塑性條件下，LY12CZ合金的極限延伸率(δL≈200%)比無電場時(shí)提高約30%。在490℃和2.0kV/cm的變形條件下，初始應(yīng)變速率ε0提高到4.5×10-4s-1時(shí)的極限延伸率(158%)仍高于490℃、無電場和1.8×10-4s-1變形條件下的極限延伸率(150%)。由此可知，合適的電場強(qiáng)度可以提高超塑性加工速度。
將脈沖電流應(yīng)用于2091鋁-鋰合金的超塑性變形，可使超塑性延伸率由530%提高到620%。LY12CZ鋁合金強(qiáng)電場中超塑性變形時(shí)的最佳工藝參數(shù)是：變形溫度為490℃，初始應(yīng)變速率為1.8×10-4s-1，電場強(qiáng)度為2.0kV/cm。在此最佳超塑性條件下，LY12CZ合金的極限延伸率(δL≈200%)比無電場時(shí)提高約30%。在490℃和2.0kV/cm的變形條件下，初始應(yīng)變速率ε0提高到4.5×10-4s-1時(shí)的極限延伸率(158%)仍高于490℃、無電場和1.8×10-4s-1變形條件下的極限延伸率(150%)。由此可知，合適的電場強(qiáng)度可以提高超塑性加工速度。
