铸轧铜铝复合板界面演变规律研究

采用铸轧法制备了铜铝复合板,利用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等分析手段考察了界面微观形貌和物相成分,分析了轧制和退火过程中界面的演变过程。结果表明,热处理过程中的界面演变过程主要包括过饱和固溶体形成、金属间化合物形核析出、金属间化合物沿界面横向相连、界面层增厚四个阶段。剥离过程中界面沿CuAl_2层开裂,随着退火时间的延长,剥离面形貌由撕裂棱和沟槽转变为撕裂平台和裂纹。轧制过程中界面层发生脆性断裂,纯铜和纯铝挤入裂缝形成直接接触区域。随着轧制压下率的增大,铜铝直接接触区域所占比例增大,破碎的界面层以尺寸较小的碎块状嵌在纯铜和纯铝之间,且碎块与界面之间呈一定夹角分布。     

铜铝复合板铸轧工艺优化及实验分析

本工作以水平式双辊铸轧机为研究对象,基于ANSYS Workbench平台的Fluent模块,用层流模型、凝固和融化模型处理,并用JMatPro软件获取1050Al的热物性参数,建立了铜铝复合板带铸轧过程的二维稳态有限体积模型。用正交模拟法研究了走坯速度、铝液浇注温度、铸轧区长度和铜带预热温度对铝液液相率分布的影响,并分析了速度迹线和温度场的分布规律。结果表明,铝液凝固受铸轧区长度和走坯速度影响较大,整体温度分布主要受铜带预热温度影响,并得出正交模拟参数优化范围为:走坯速度0.5～1.5 m·min~(-1)、浇注温度963～1 023 K、铸轧区长度65～80 mm、铜带预热温度300～673 K。选择走坯速度0.5 m·min~(-1)、浇注温度973 K、铸轧区长度80 mm、铜带预热温度300 K、铜带初始厚度2 mm进行铸轧实验,该铸轧工艺条件下铜铝复合板界面冶金结合状态良好,通过线扫描和能谱分析确定了金属间化合物Al_2Cu的存在。     

SiCp/A390复合材料中析出相的形貌及界面结构演变

采用快速凝固的A390铝合金粉体和SiC颗粒,通过粉末冶金法+热挤压工艺制备了SiCp/A390复合材料,并对复合材料进行了T6处理,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及高分辨透射电镜(HRTEM)对复合材料时效过程中第二相的析出形貌及界面结构进行了表征,测定了复合材料的力学性能,探讨了析出相的演变规律、析出相与基体的界面结构及其对力学性能的影响.结果表明:SiCp/A390复合材料经固溶+时效处理后,合金元素从基体中析出形成GP区,然后转变为颗粒状的δ″相.随着时效时间的延长,这些颗粒状δ″相继续长大成δ′相和δ相;同时,时效析出相与基体之间界面结构随时效时间的延长发生着转变,其转变规律为:完全共格界面GP区→共格界面的δ″相→半共格界面δ′相→非共格界面δ相;SiCp/A390复合材料的抗拉强度随着时效时间延长先增加后降低,在时效6h时,复合材料的力学性能达到最大值.     

铝合金叶片热挤压工艺设计

针对传统模锻方法制造大榫头叶片工艺流程长、废品率高、尺寸精度低等弊端,提出挤压法制造叶片的工艺:挤压叶身和镦挤榫头形成叶片毛坯,后续机加工得到叶片产品。采用Deform-3D软件对挤压过程进行了数值模拟,优化了坯料形状、尺寸,分析了应力、应变分布,将叶身局部最薄处由R1 mm补偿为R6 mm,并采用偏心凹模法改变压力中心,解决了叶片成形过程中金属流动不均匀、开裂、弯曲等问题,并设计了挤压模具和镦挤模具结构。优化后的模拟结果表明:叶片挤压过程中金属流动性良好,成形精度高。     

铜铝层状复合材料界面特性及深加工研究进展

铜铝层状复合材料因其良好的综合性能而应用于众多领域,其深加工变形性能关系到复合材料的推广与发展。本文介绍了铜铝层状复合材料深加工性能研究现状,总结了深加工过程中复合材料宏观质量缺陷的成因与解决对策;综述了铜铝层状复合材料的界面特征、形成机理、界面层对铜铝复合板材变形性能的影响;从宏观和微观角度汇总了复合材料界面断裂失效机理;概括了复合材料深加工变形过程中界面结构演变规律;基于复合材料协同变形,提出了复合材料界面结构调控机制。文章还对铜铝层状复合材料深加工发展方向进行了展望。     

铜铝层状复合材料的研究进展

介绍了铜铝层状复合材料的固-液复合法铸轧工艺特点,并从原子扩散和反应扩散两方面客观地分析了铸轧复合的界面结合机理。阐述了铜铝层状复合材料过渡层中金属间化合物的形成规律和铝基体化学成分变化对界面扩散的影响,从分子动力学模型和耦合模型的角度,综述了数值模拟技术在铜铝层状复合材料研究中的发展现状,提出其发展趋势。