水平连铸复合成形铜铝层状复合材料的组织与性能

提出了一种可以制备冶金结合界面双金属复合板带的水平连铸复合成形新工艺,其具有短流程、高效的特点。采用该工艺制备了截面尺寸为70 mm×24 mm（宽度×厚度）的铜铝复合板,获得了可行的制备参数,研究了所制备板坯的组织形貌和性能。结果表明,铜铝复合板制备成形过程中,会形成由金属间化合物和共晶相组成的复合界面层。铝液和铜板表面接触,发生固液转变形成（II）层:θ相。随着铜原子不断的向铝液中扩散,当铜原子含量达到一定程度,θ相发生固相转变形成（I）层:γ相。达到共晶温度时,发生共晶转变形成（III）层:α+θ共晶组织。其中I层和II层均为铜铝金属间化合物,是裂纹产生和扩展的主要区域,因此界面层厚度是决定结合强度的重要因素。通过调整工艺参数可以优化凝固过程中铜铝复合板内的温度场分布,进而控制复合界面层的形成过程,因此工艺参数之间的合理匹配是改善复合层组织结构和增大板坯结合强度的关键。      

高温金相法研究双金属丝的界面扩散

本文以高温金相为主,结合x光衍射、电子探针等手段,对NbTi50/Cu、PdRu5/AlMg5双金属丝界面处扩散层的形成过程及相组成进行了研究。得出在界面处液相出现(即达到共晶或进入固液共存区)之前,扩散层随温度按指数规律变化;在同一温度,扩散层与扩散时间的平方根成正比。界面处由于相互扩散,形成了大体呈层状分布的金属化合物带。界面处液相出现之后,扩散层将急剧增厚。试验确定了上述材料扩散层中的化合物。研究发现,Nb、Ti、Cu的三元共晶点是780±3℃。     

反应合成AgCuO复合材料中CuO的长大动力学分析

通过分析银铜颗粒表面铜与氧的反应,计算银铜合金中铜的沉淀析出量、铜在银基体中的扩散速率以及CuO颗粒大小,研究了反应合成AgCuO复合材料中CuO的长大动力学行为.结果表明:在反应合成制备过程中,氧化铜颗粒长大动力学行为满足抛物线规律;银铜合金表面铜与氧的反应是一种铜扩散控制型反应,该氧化铜颗粒的长大与铜在银铜合金中的含量、扩散速率和所处位置(晶内、晶界)有关.计算得到的CuO颗粒大小与实际获得的氧化铜颗粒大小相吻合.     

钛-铝复合板界面组织及其对加工性能的影响

使用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)和显微硬度计(MHTM)对爆炸焊接钛-铝复合板的爆炸态、退火态、轧制态界面进行了研究.结果表明:结合面呈波状结合,距爆炸点越远,界面波的波长和波幅越大;周期性轧制裂纹的分布和界面波波形的分布吻合;复合板的界面分布着周期性中间相,中同相由TiAl和TiAl<,2>组成;在450℃×10 h,490℃×3 h的退火条件下,界面钛铝原子相互扩散不明显,更不会生产中间相.由于爆炸硬化和爆炸热效应的共同作用,界面附近钛板和铝板硬度分布规律不同.周期性轧制裂纹是变形时界面的附加拉应力引起的,裂纹源在钛层的最薄处,界面波形参数过大是钛板面出现轧制裂纹的主要原因.爆炸复合时应严格控制波形参数和中间相.     

变形量对铜/钢固-液复合双金属材料结合界面影响研究

采用固液浇注复合的方式制备铜/钢双金属复合材料，通过Gleeble-3800热力模拟试验机研究变形量对铜/钢固-液复合材料结合界面的影响。结果表明，Fe、Cu元素在界面过渡层连续分布，随变形量增大，铜侧及钢侧晶粒尺寸均逐渐减小，硬度逐渐增大，过渡层距离逐渐增大，Fe、Cu元素扩散程度提高；在40%变形量下，材料各侧晶粒得到显著细化，硬度最高，扩散距离可达17μm。铜/钢固-液复合双金属材料界面过渡层的形成是由液态铜浇注在固态钢表面过程中产生浸润和漫流，随后元素相互扩散共同实现。     

铜/钢扩散复合界面分析

用扫描电镜观察、能谱分析、电子探针和显微硬度测定等方法对铜／钢双金属棒扩散复合界面附近的组织、成分和硬度进行了分析。结果表明，铜／钢双金属通过扩散复合可使界面实现良好的冶金结合。随扩散温度的提高，两种金属的结合强度大大提高；随扩散时间的延长，结合强度先增加后趋于稳定，与一定的扩散温度相对应。扩散退火过程中，界面两侧的原子发生了互扩散。从扫描电镜和电子探针结果中可以确定铜／钢界面附近的氧化物为Fe2O3。     

热轧7075/AZ31B复合板的显微组织及结合性能

为了研究热轧铝/镁复合板结合强度的变化规律,本文综合考虑压下率、轧制温度和轧制速度等多种轧制参数,单道次热轧制备了7075 Al/AZ31B Mg复合板。结果表明:在复合板轧制过程中由于热和强变形作用组织发生了动态再结晶,且增大轧制速度有助于镁基体产生完全动态再结晶。在相同轧制温度下,铝镁复合板结合强度均随压下率增加先升高后降低;强度升高是由于界面元素扩散宽度的增大和镁合金近界面晶粒组织的细化所致,强度降低是由于大变形导致镁基体近界面处产生裂缝,以及塑性功产生热量过多使得镁基体温度升高导致的镁侧晶粒长大所致。对复合板进行拉剪实验,铝镁结合界面剪切强度较低时,断裂发生在复合界面处且成脆性断裂特征,强度较高时断口形貌呈韧性断裂特征,断裂发生在镁基体侧。      

X70/316L复合轧制界面结合性能影响因素研究

采用轧制法对X70管线钢和316L不锈钢进行复合,试验结果显示增大高温阶段轧制道次压下率有助于界面的冶金结合。对复合界面进行微观观察,发现在界面处出现了Cr,Ni的富集及Fe元素的减少,原因在于基板、复板两侧存在较大的浓度梯度,导致在高温下合金元素由高浓度向低浓度扩散;界面处断续分布着Cr,Si,Fe,Ni的氧化物,是造成界面结合强度较低的主要原因。     

真空轧制825合金/X65钢复合板的组织性能

 针对油气输送领域对耐H2S腐蚀油气复合管线的需求,采用真空轧制复合技术成功制备出825镍基合金/X65高强管线钢复合板。真空轧制复合技术是基于真空电子束焊接和热轧复合所开发出的一种新型复合技术,在高真空、高温和强塑性变形条件下,复合界面实现优异的冶金结合。采用X65/825合金/825合金/X65的4层对称复合轧制模式,并对复合界面的微观组织和力学性能特征进行分析。研究表明,复合界面连续平直,无孔洞和裂纹等缺陷,镍、铬和铁元素在界面两侧发生明显的扩散,另外复合界面生成一条连续的厚度约为1 μm的TiC薄带,在结合界面离散分布少量的颗粒状Al2O3化合物。界面平均剪切强度为404 MPa,拉剪断裂在复合界面处。     

AlTiCrN涂层结合界面组织特征与结合性能

以Ti、Al和Cr为靶材,采用阴极离子镀在YT14硬质合金刀具表面制备一层AlTiCrN涂层,通过扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪分析了其表面和界面形貌、化学元素组成和物相,并用线扫描和面扫描研究了涂层中化学元素在结合界面处扩散机理.用划痕法表征其界面层结合强度,对界面结合机理进行了讨论.AlTiCrN涂层的物相主要以AlN、CrN和TiN为主,涂层在(111)晶面具有很强的择优取向.涂层中Al、Ti、Cr和N原子数分数高于基体,在结合界面处呈阶梯状过渡分布,基体中C原子扩散进入TiN、AlN和CrN晶格点阵中,形成明显的扩散层.涂层结合界面为机械+扩散形式,其结合方式主要是由吸附结合、扩散结合和化合结合方式组成.划痕过程中涂层经历弹性变形、塑性变形和涂层剥离三个阶段,界面结合强度为59.2N.      

高界面结合强度铜/钼/铜叠层复合材料的制备研究

采用非平衡态的高能铜离子注入技术,对钼芯材表面进行改性并一次覆铜形成过渡铜层,将原本不固溶的的钼/铜界面转化为铜/铜界面,制得高界面结合强度的铜/钼/铜叠层复合材料;采用近终形的热等静压复合技术进行二次覆铜,结合小变形量冷轧工艺进行复合板材精整,降低各层协同变形量,保证了叠层复合材料的板形、芯层质量、表面粗糙度及平行度。本方法所制备的铜/钼/铜叠层复合材料具有界面结合强度高、板形良好、芯层质量好且平行度好的优点,可作为一种电子封装材料或热沉材料应用于电子、信息技术领域。     

非对称不锈钢/碳钢复合板可逆冷轧过程的数值模拟

应用ANSYS有限元软件分析了热轧复合的不锈钢／碳钢复合板在冷轧过程中的变形特性以及界面上的应力、应变分布，确定了界面结合强度和成卷可逆带张力冷轧时的最大道次压下量。用3D-FEM模拟了接触表面上的应力，计算出了总轧制压力，并与实验值进行了对比。对比结果表明模拟值与实验值吻合较好。     

Interfacial Microstructure of Al-Sn-Pb Alloy/Steel During Liquid-Solid Bonding Rolling

Studies were conducted on the interfacial microstructure of a steel/liquid aluminium and its evolution during the bonding rolling process. The effects of wetting time and deformation on the diffusion layer and on the bonding strength were examined. By means of electron microscopy and electron probe analysis, it was found that the diffusion layer is mainly composed of FeAI3. For a steel temperature of 250℃ and an aluminium temperature of 850 ~C, the diffusion layer was formed within 3 s, and the shear strength of the samples increased after 8 to 14 s. Although the interface was not damaged, it was deformed notably. For an aluminium temperature of 750℃ and a wetting time of 11 to 17 s, the shear strength of the interface remained high, but the interface was obviously broken during rolling, leading to reduced bonding strength.     

感应加热温度对冷?热轧制成形钛/钢复合板界面的影响

对钛/钢组坯进行冷轧预复合成形,将钛/钢预复合板感应加热至热轧温度后单道次热轧成形制备了钛/钢复合板,研究了感应加热温度对钛/钢复合板的界面组织和界面结合性能的影响。结果表明,冷?热轧制复合法制备的钛/钢复合板的界面结合紧密,没有孔洞和间隙。钛/钢复合板由于感应加热和热轧的时间较短（<5 s）,钛/钢界面仅有少量硬化层碎块,没有金属间化合物析出。钛/钢复合板的界面Ti和Fe元素扩散层宽度随感应加热温度增大而增大,950 ℃时界面扩散层宽度达到8 μm。在感应加热温度为750 ~ 950 ℃的条件下,钛/钢复合板的界面结合良好。      

复合带材冷轧变形行为的上限法分析

 应用上限法对双金属复合带材冷轧时厚度、速度变化与轧制力、能量间的关系进行了分析讨论，建立了复合带材冷轧塑性变形行为的数学模型，在此基础上给出了复合带材的强度计算公式。应用这些公式对铝 钢复合带材的强度进行了计算，计算结果与试验结果吻合较好。     

复合铸轧工艺参数对Kiss点的耦合影响

为了获得高质量的层状金属复合材料,依据双辊薄带复合铸轧技术,探究工艺参数间的耦合作用对复合铸轧的影响。采用有限元软件构建了铜和铝的固-液复合铸轧仿真模型,基于该模型,研究了铝板出口厚度、轧制速度、熔池高度、铜带厚度和浇注温度对Kiss点高度的影响,并对正交试验得到的Kiss点高度进行极差分析,得到了铝板出口厚度、轧制速度和铜带厚度3个强耦合参数,给出了这3个参数两两耦合下耦合强度的变化规律。铝板出口厚度和铜带厚度、铜带厚度和轧制速度对Kiss点高度的耦合影响随参数值的增大其效果逐渐减弱,铝板出口厚度和轧制速度对Kiss点高度的耦合影响随参数值的增大其效果逐渐增强。同时,利用复合铸轧熔池物理场的变化,分析了产生耦合的原因。     

高纯铝与铜爆炸焊接性能分析

使用爆炸焊接对高纯铝与铜坯料进行连接,将超声C-scan应用于爆炸焊接复合板坯的无损探伤,并从坯料微观组织和力学性能等方面分析了焊接性能。结果表明,C-scan能够在不破坏板坯的情况下,全面快速检测爆炸焊合率;焊接完成后,铝板坯晶粒间有条状应力带,热处理后应力带消失且晶粒未异常长大。爆炸焊接能实现高纯铝与铜的高强度焊接,焊接强度约43MPa。     

轧制复合厚钢板的界面组织及力学性能

摘要：以Q345钢为原料，采用组坯抽真空热轧复合的方法制备了55mm的厚板，利用OM和SEM观察界面微观组织，结果表明，基体和复合界面组织均为珠光体+铁素体，再结晶细化晶粒效果显著。随累计压下率的增加，界面缺陷减少，界面结合强度提高，当累计压下率达到66.0%时，界面剪切强度达到321MPa，Z向抗拉强度达到520MPa，断后伸长率最高达到39.5%，满足GB/T 1591—2008《低合金高强度钢》的要求。但复合界面经强酸深度腐蚀后，即使经多道次轧制变形，其仍然存在被强酸腐蚀的痕迹；同时，冲击试验结果表明，复合界面的冲击功低于母材的冲击功。     

涂覆制坯对不锈钢/低合金钢复合界面影响

 为探究涂覆铁钴镍夹层法制备不锈钢/低碳钢复合板坯对复合板界面洁净度的影响,运用Procast仿真软件,利用正交试验法,确立夹层涂覆优选工艺参数。依据仿真结果制备带涂覆夹层复合板坯,通过与固态夹层嵌入法制得复合板坯对比,分析不同组坯方式对轧制成形后微观组织和力学性能的影响。试验结果表明,两类组坯方式的复合板夹层均可阻隔碳、铬元素扩散,试样拉剪强度符合相关标准要求;涂覆法较嵌入法能明显提升阻隔铬元素扩散能力,获得更平直的结合界面,夹杂物和氧化物含量也能得到不同程度的改善,其中涂覆法氧元素质量分数(4.1%)显著低于嵌入法(11.1%),涂覆法拉剪强度(531 MPa)高于嵌入法(503 MPa)。     

Study on Microstructure and Performance of Advanced Bush Strip

Therearemanykindsofbushmaterials ,suchasbabbitalloy ,copper leadalloy ,aluminum tinalloyandaluminum leadalloy .Therearisesabigdemandforthematerialusedinmotorastheautomotivein dustrydevelops .Inordertosatisfythedemandofhighspeedandlonglife ,anewbushmaterialAlSn8Si2 5Pb2 Cu0 8Cr0 2 (ASP ) [1] wasdevelopedinAmerica .Becausethedistributionsoftin ,silicon ,lead ,copperandchromiumareuniformanddisper sive ,thismaterialhasmanyadvantages ,suchasgoodantifriction ,highwearresistance ,goodfrictionc…