鋁合金-不銹鋼軋制復(fù)合工藝及界面反應(yīng)研究.pdf

1、鋁合金/不銹鋼層狀復(fù)合材料兼?zhèn)淞瞬讳P鋼的耐蝕性、耐磨性和良好的力學(xué)性能，以及鋁合金良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電、低密度性能的優(yōu)點(diǎn)，在汽車(chē)、航空、化工、炊具和家電等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。本文以AA3003鋁合金、SUS304不銹鋼為母材，使用“表面處理—軋制復(fù)合—擴(kuò)散退火”三步法進(jìn)行雙金屬熱軋復(fù)合。借助剝離強(qiáng)度測(cè)試、光學(xué)金相顯微觀察(OM)、掃描電鏡觀察(SEM)、能譜分析(EDS)、X射線衍射分析(XRD)等多種實(shí)驗(yàn)手段，研究了軋制溫度、軋制變形

2、量對(duì)鋁合金/不銹鋼層狀復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度及變形分配的影響，以及不同退火溫度和時(shí)間條件下復(fù)合材料界面金屬間化合物(IMC)的生長(zhǎng)行為。研究得到如下主要結(jié)論:
　　 (1)探討了軋制溫度與軋制變形量對(duì)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的影響規(guī)律。當(dāng)變形量一定時(shí)(23.8％)，在350℃-500℃溫度范圍軋制復(fù)合時(shí)，界面結(jié)合強(qiáng)度隨著軋制溫度的提升而升高;當(dāng)軋制溫度一定時(shí)(450℃)，在17.6％-39.1％變形量范圍內(nèi)，界面結(jié)合強(qiáng)度隨著變形量的增

3、加而增大。
　　 (2)探討了軋制溫度與軋制變形量對(duì)復(fù)合材料變形分配的影響規(guī)律，提出了四層對(duì)稱軋制解決雙金屬?gòu)?fù)合軋制彎曲的問(wèn)題。隨著軋制溫度的升高，復(fù)合材料熱軋后不銹鋼跟鋁層的相對(duì)變形量差越大，鋼層的變形率下降，而鋁層的變形率上升;隨著軋制變形量的增大，各組元的變形量也增大。采用四層對(duì)稱軋制復(fù)合能夠有效消除兩層非對(duì)稱軋制復(fù)合造成的復(fù)合板向不銹鋼側(cè)彎曲的現(xiàn)象，同時(shí)能夠提高生產(chǎn)效率。
　　 (3)利用Pretorius的金屬

4、間化合物有效形成熱模型，通過(guò)選取Fe-Al二元系的最低液相線成分2 at.％Fe，98 at.％Al為有效濃度，預(yù)測(cè)了鋁/不銹鋼復(fù)合材料界面反應(yīng)過(guò)程中，F(xiàn)eAl3為最先形成的金屬間化合物，隨著退火溫度的升高以及時(shí)間的延長(zhǎng)，F(xiàn)e2Al5開(kāi)始形成，預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符合。
　　 (4)鋁合金/不銹鋼雙層軋制復(fù)合材料在500℃退火1小時(shí)后，界面出現(xiàn)金屬間化合物，該金屬間化合物主要為Fe2Al5相，其中固溶了4％-5％的Cr元素。界面