鋁鋼復(fù)合材料界面結(jié)合機(jī)理及金屬間化合物生長行為的研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，以及國家對于新材料領(lǐng)域的大力支持，使得復(fù)合材料在生產(chǎn)應(yīng)用和科學(xué)研究上均得到了快速發(fā)展。鋁鋼復(fù)合材料是最新興起的一種新型金屬層狀復(fù)合材料，原始的單一金屬已不能滿足工業(yè)上的性能要求。鋁鋼復(fù)合材料，既具有鋼的高強(qiáng)度、抗腐蝕和較美觀的外觀表面等特性，又有鋁的質(zhì)輕、延展性好和導(dǎo)熱性佳等特性，因此使得鋁鋼復(fù)合材料適用于更為廣泛的領(lǐng)域。同時(shí)吸引了大量研究者對鋁鋼復(fù)合材料的研究。但是國內(nèi)外研究者們大多圍繞鋁鋼復(fù)合材料的組織性能和制備

2、工藝參數(shù)等方面展開研究，很少有對鋁鋼復(fù)合材料結(jié)合機(jī)理研究方面的報(bào)道。因此，研究鋁鋼復(fù)合材料結(jié)合機(jī)理對進(jìn)一步揭露和認(rèn)識復(fù)合材料的結(jié)合行為具有重要意義，同時(shí)為生產(chǎn)實(shí)際提供理論性指導(dǎo)。
　　為探究鋁鋼復(fù)合材料結(jié)合機(jī)理，選用了4A60鋁和08Al鋼為軋制材料，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際選用軋制“三步法”對4A60鋁和08Al鋼進(jìn)行軋制復(fù)合。借用表面輪廓儀、超景深、金相顯微鏡（OM）、掃描電鏡（SEM）、能譜儀（EDS）、X射線衍射（XRD）、萬能試驗(yàn)機(jī)

3、和納米探針等儀器設(shè)備。系統(tǒng)地研究了鋁鋼復(fù)合材料的冷軋結(jié)合行為，揭示了鋁鋼軋制結(jié)合機(jī)理，并分析了退火過程中金屬間化合物對鋁鋼復(fù)合界面結(jié)合性能的影響，以及探究了鋁鋼復(fù)合界面金屬間化合物的生長行為和生長動(dòng)力學(xué)。具體研究內(nèi)容和研究結(jié)果如下：
　　在軋制復(fù)合過程中，為研究鋁鋼界面的結(jié)合行為，獲得界面結(jié)合機(jī)理模型，采用不同的處理方式對鋼層表面進(jìn)行預(yù)處理，從壓下量、加工硬化程度、表面形貌和鋼層氧化四個(gè)方面展開研究。分析鋁鋼復(fù)合界面和各剝離表面形

4、貌的演變，并根據(jù)界面結(jié)合性能分析和探究軋制復(fù)合過程中的結(jié)合行為。結(jié)果表明：鋁鋼復(fù)合材料的軋制結(jié)合行為為，在軋制力的作用下，鋼層表面加工硬化層和氧化層率先發(fā)生破裂，暴露出無氧化的鋼層內(nèi)部新鮮金屬，對面較軟的鋁在壓力的作用下擠入裂縫產(chǎn)生機(jī)械咬合，當(dāng)壓力足夠大的時(shí)候，鋁與鋼層內(nèi)部暴露的新鮮金屬緊密接觸并形成穩(wěn)定的結(jié)合。
　　研究發(fā)現(xiàn)在退火處理過程中，鋁鋼復(fù)合材料界面易生成脆性的金屬間化合物，且對界面結(jié)合性能產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，從而研究了退火