温度对波纹辊轧制镁/铝复合板界面组织及力学性能的影响

采用新型波-平轧制(CFR)工艺制备了镁/铝复合板,并与传统平轧(TFR)工艺进行了对比,研究了轧制温度对镁/铝复合板界面金属间化合物、基体显微组织和力学性能的影响.同时建立了二维轧制模型,分析了CFR和TFR轧制过程中应力和应变的变化.结果 表明,在相同轧制温度下,CFR制备的复合板金属间化合物厚度相对TFR较厚.随...     

温度对波纹+平辊轧制建筑用镁/铝复合板组织及力学性能的影响

为了提高建筑用镁/铝复合板的综合力学性能,分别采用波纹+平辊和平辊+平辊两种轧制条件,同时,在温度为250、300、350和400℃下对镁/铝复合板进行轧制,然后,对其进行显微组织观察并测试各项力学性能参数.研究结果表明:在温度为350℃ 下轧制的镁/铝复合板均形成了良好的结合界面,且未观察到缺陷结构;逐渐提高轧制温度...     

Si对异步轧制Cu/Al-Si复合板界面组织及性能影响

在异步速比为1.7的异步轧制工艺下冷轧制备Cu/Al-Si复合板,不同Si含量的Cu/Al-Si复合板在400℃退火30 min后界面获得均匀厚度的金属间化合物。利用OM、SEM、EPMA、XRD、拉伸试验机等设备分析发现:复合板金属间化合物的厚度在Si含量为8.66%时最大;随着Si含量的增加,复合板的抗拉强度增大,延伸率、剥离强度减小,在Si含量为4.84%时综合拉伸性能最好,抗拉强度和延伸率分别为188.63 MPa、39.1%;Cu侧的拉伸断口形貌主要呈山脊状,Al-Si合金侧中心区域出现韧窝,韧窝数量随Si含量增加而增加。     

衬板轧制铝/镁/铝复合板的波纹界面结构及形成机理（英文）

提出一种采用衬板轧制进行AA1060铝/AZ31B镁/AA1060铝复合板的制备方法。结果表明：传统轧制铝/镁/铝复合板截面轮廓较为平直,而衬板轧制由于衬板可将剪切力部分转化为压应力,从而改变复合板板受力状态,在铝/镁界面连接处形成差速流动,故而界面轮廓呈现波浪状特征,层间实现互锁连接。界面连接强度为64 MPa,是传统轧制复合板的4倍。力学性能测试表明：衬板轧制复合板的抗拉强度可达210 MPa,比传统轧制法提高12.3%。综上可知,衬板轧制法为高性能铝/镁/铝异质复合板成形制造提供一种新思路。     

热处理对钛-钢爆炸轧制复合板组织和性能的影响（英文）

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜、显微硬度计和拉剪实验,研究不同热处理温度对钛-钢爆炸轧制复合板界面组织特征和性能的影响。热处理温度为650、750、850、950°C,保温时间为60 min。结果表明:热处理过程加速界面元素扩散和组织的转变。随着温度的升高,复合板剪切强度下降。在850°C及以下温度热处理时,扩散反应层形成化合物TiC,剪切强度下降缓慢。当热处理温度超过850°C时,扩散反应层形成大量的Ti-Fe金属间化合物(Fe2Ti/FeTi)及少量的TiC,剪切强度明显下降。     

钛/铝/镁爆炸焊复合板波形界面及力学性能

文中提出以薄的铝合金板作为过渡层,采用爆炸焊接技术成功制备钛/铝/镁层状复合材料. 对钛/铝接合界面、铝/镁接合界面及钛/铝/镁爆炸复合板的整体力学性能进行了分析研究. OM和SEM试验结果表明,钛/铝接合界面和铝/镁接合界面均为波状接合界面,在铝/镁界面出现了局部熔化区;钛/铝接合界面为小尺寸波(λ=160 μm,h=26 μm),铝/镁接合界面为大尺寸波(λ=1 740 μm,h=406 μm);拉-剪试验表明,复合板沿着铝/镁接合界面断裂;弯曲性能测试表明,钛板一侧受拉时复合板弯曲强度和塑性均优于镁合金板一侧受拉,断裂始于铝/镁接合界面,最终从镁合金板一侧剪切断裂失效.     

预制波纹钢/铝复合板轧制工艺模拟与界面结合性能研究

轧制复合法具有环保、可连续生产等优点,然而传统热轧过程中的界面氧化限制了钢/铝复合板的高质量生产。冷轧预制波纹+热轧平辊整平(波平轧制)工艺通过在Q235钢的表面波纹冷轧一层1060薄铝,有效地防止了Q235钢与5083铝合金直接热轧时钢的界面氧化。采用有限元模拟与轧制试验相结合的方法,研究了钢/铝复合板典型位置的受力情况与剪切性能的特点。结果表明：前波腰位置所承受的较大摩擦应力对钢、铝的结合具有促进作用;波谷与前波腰位置在轧制过程中产生了较大的塑性变形,促进了硬脆层的破裂,有利于钢、铝的结合;波谷与前波腰处的剪切强度优于波峰与后波腰。     

退火温度对异步轧制铜/铝复合板界面组织及力学性能的影响

研究退火温度对异步轧制法制备的铜/铝复合板界面组织及力学性能的影响,采用SEM观察界面组织形貌,结合EDX、XRD分析界面物相成分,采用显微硬度和室温拉伸实验表征复合板的力学性能。结果表明,异步轧制法制备的铜/铝复合板界面形变储能较高,退火温度为400℃时界面扩散明显;随着退火温度的升高,复合界面先后生成金属间化合物CuAl2、Cu9Al4、CuAl相,界面撕裂位置位于金属间化合物之间;界面层的显微硬度比基体的高,这是因为受到硬脆性化合物和高温软化的共同影响;退火温度越高,复合板抗拉强度越低,断裂伸长率越大。研究表明,异步轧制法制备的铜/铝复合板最佳退火温度为400℃。     

钛/铝复合板研究进展

钛/铝复合板作为一种轻质高强、高耐磨、高耐蚀的优质材料,已经成为金属复合板发展的重要方向之一,在航空航天、石油化工等领域应用前景广泛。本文论述了钛/铝复合板的发展现状,简述了钛/铝复合板的传统制备方法,重点介绍了钛/铝复合板结合界面金属间化合物的种类和形成机制,评述了钛/铝复合板的力学性能和影响因素,并进一步展望了钛/铝复合板的绿色高效制备方法和发展方向。     

轧制加热温度对钛/钢复合板组织与性能的影响

采用钢/钛/隔离剂/钛/钢对称结构复合板坯,研究了轧制加热温度(850-1000℃)对钛/钢复合板显微组织、基材强韧性和界面结合性能的影响。结果表明,随着轧制加热温度的升高,界面剪切性能逐步下降。加热温度影响着界面反应相的种类和厚度。在850,875,900℃条件下,轧后冷却扩散过程中,C极容易在钛/钢界面形成TiC层,阻碍了Fe向Ti中扩散,因而界面形成TiC和β-Ti反应层;在950℃和1000℃条件下,由于C在β-Ti中的扩散系数为C在γ-Fe扩散系数的10倍以上,C不能在结合界面富集形成有效的TiC屏障,此时Fe能够在Ti中充分扩散,从而形成了Fe-Ti金属间化物层、TiC层、β-Ti层和α-β Ti层。脆性反应相的厚度与加热温度呈正相关关系。脆性相种类和厚度增加使得钛/钢复合板界面剪切强度出现下降。     

Ti/TiAl复合板大压下率热轧复合行为及组织性能研究

采用大压下率包套热轧法成功制备了界面无缺陷的Ti-6Al-4V(质量分数,%)/Ti-43Al-3V-2Cr(原子分数,%)复合板,并对复合板的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明,界面区域无明显缺陷,成功避免了Kirkendall现象。复合板界面厚度约为230μm,根据相组成不同,可将界面分为2个区域,其中1区域为近Ti-6Al-4V合金界面处,主要由α/α₂+β/B2组成;界面2区域为近TiAl合金界面处,主要由α/α2+β/B2+γ组成。界面区域组织是由于Ti-6Al-4V合金中Ti元素扩散到TiAl合金层以及TiAl层的Al和Cr元素扩散到Ti-6Al-4V合金层所致。测试了复合板的界面维氏硬度和不同加载方式的三点抗弯强度。结果表明,界面1区域具有最高的显微硬度,横向试件垂直表面加载时复合板表现出最佳的抗弯能力,抗弯强度达到1150.82 MPa。基体和界面区域均为脆性断裂,界面结合处未发生断裂。     

不同压下量对波纹辊轧制铜/铝复合板微观组织及力学性能的影响

波纹辊冷轧粘合（CCRB）作为一种新型轧制工艺,在金属复合板的制备过程中受到广泛关注,但不同压下量下波纹复合板的力学性能及界面的微观形貌尚不明确。采用数值模拟和实验方法,研究了在55%、60%、65%和70%压下量下制备铜/铝波纹复合板的情况。通过ABAQUS有限元模拟仿真软件建立三维模型,模拟了轧制过程中的应力和应变曲线。通过扫描电子显微镜、电子背散射衍射、X射线能谱仪等方法研究了波纹复合板界面形貌。结果表明,复合板的极限抗拉伸强度和剪切强度在65%压下量下达到最大值,分别为221.08和79 MPa,在55%压下量下达到最小值,分别为169.34和45 MPa。在65%和70%压下量下,由于剧烈的塑性变形作用,复合板形成拉长的晶粒和细小的等轴晶。但70%压下量下,由于轧制力过大,基体金属产生微裂纹,导致拉伸性能下降,这与力学实验结果一致。     

界面互锁复合Zn层对厚板铝/镁FSW界面组织及力学性能的影响

对于铝/镁搅拌摩擦焊(FSW)接头,当母材厚度过大时,容易沿界面形成较厚的脆硬金属间化合物(IMCs),导致接头成形极其困难。本研究创新地采用界面互锁复合Zn层,研究了厚板铝/镁FSW接头界面IMCs演变和接头性能变化规律,为后续实现铝/镁FSW接头的高强度连接提供了理论及实践依据。结果表明,斜对接接头镁侧界面上部生成了平均厚度为69.7μm的低熔点共晶层(Mg+Al₁₂Mg₁₇),中部和下部生成了平均厚度为42.7和21.2μm的IMCs,该IMCs层由Al₁₂Mg_{1 7}和Al₃Mg₂组成。相比于斜对接接头,当采用界面互锁复合Zn层时,界面局部位置生成了Al-Mg-Zn相(Al₅Mg₁₁Zn₄)和Mg-Zn相(Mg Zn₂、Mg₂Zn₃)替代了原有的Al-Mg IMCs,最小IMCs厚度仅为3.9μm。拉伸结果表明,接头抗拉...     

无压浸渗高含量SiCp/Al复合材料的组织及压缩力学性能

采用无压浸渗工艺制备出了SiC体积含量达65%的SiCp/Al复合材料,其颗粒分布均匀,试样的致密度较好。动态压缩力学试验表明高含量SiCp/Al复合材料在高应变率下具有明显的应变率效应,其压缩力学行为具有明显的颗粒尺寸依赖效应,在不同应变率下均发现,含较小碳化硅颗粒的复合材料具有较大的屈服应力及流动应力。     

退火工艺对Ni／Al复合涂层的组织和力学性能的影响

Ni/Al复合涂层经200℃以上温度退火后,可在Ni层和Al层的交界处形成Al3Ni和Al3Ni2两个稳定相以及Al9Ni2亚稳相。随着退火温度的升高,复合涂层中Ni和Al晶粒的长大使得涂层的强度和硬度降低。摩擦系数从退火前的0.36减小为退火后的0.27,涂层摩擦性能改善的主要原因是由于金属间化合物相的产生。     

Al2O3p/2024Al基复合材料的界面结构

利用TEM、HRTEM等分析测试手段,对挤压铸造法制备的Al2O3颗粒增强2024Al基复合材料的界面组织结构进行了观察与分析。结果表明：Al2O3p/2024Al基复合材料的界面结合良好,未发现界面反应物,铝基体与Al2O3颗粒以共格关系结合,界面属直接结合型,且Al2O3颗粒与Al基体存在如下的位向关系：Al2O3（1^-1^-21^-）//Al（1^-1^-1^-）;Al2O3〈3^-41^-1^-〉//Al〈110〉。     

不同(TiB+TiC)含量对颗粒增强钛基复合材料组织和性能的影响

利用海绵钛与B4C粉末之间的自蔓延高温合成反应,经普通熔铸工艺制备了TiB晶须和TiC粒子增强的钛基复合材料.研究了不同TiC、TiB含量对颗粒增强钛基复合材料组织和性能的影响.     

Interfacial Microstructure and Mechanical Properties of Al5052/Mg-9.5Li-2Al Alloy Clad Plates

通过冷轧制备出了Al5052/Mg-9.5Li-2Al合金复合板,研究了复合板退火后的组织与力学性能。结果表明:退火后复合板的结合界面上没有出现类似裂纹或孔洞的缺陷。经623或623 K以上的温度退火后,合金复合的界面形成反应相。Mg-9.5Li-2Al板和Al5052板之间结合界面处的主要反应相依次为α-Mg+β-Li相、Mg17Al12相、Li-dissolved Al3Mg2相和α-Al。在一定温度范围内,随退火温度的升高,界面结合强度逐渐增加。当退火温度为623 K时,复合板的结合强度达到最大值17.83 MPa,而且具有良好的塑性,延伸率达到18.7%,另外,界面未出现剥离现象。当退火温度为673 K时,覆板的拉伸性能由于界面剥离而恶化。     

AlN-Al3Ti/ZL101原位复合材料力学性能研究

利用原位反应合成技术制备了AlN Al3 Ti/ZL10 1复合材料 ,分析了复合材料增强相Al3 Ti和AlN的微观组织 ,检测了该复合材料的常规力学性能 ,探讨了原位复合材料的增强和增韧机理。结果表明 :(1)无论是在铸态还是在热处理状态下 ,复合材料的强度和硬度都较基体ZL10 1基体材料的高 ;(2 )AlN Al3 Ti/ZL10 1原位复合材料增强增韧的主要原因是晶粒细化、增强相均匀分布及增强相与基体的协同变形能力强。     

波纹辊和平辊轧制Ti/Cu/Ti层压复合材料的显微组织与力学性能（英文）

采用波纹辊和平辊轧制方法制备钛/铜/钛(Ti/Cu/Ti)层压复合板材料。通过扫描电镜、数值模拟、剥离和拉伸实验等方法研究层压复合板的显微组织和力学性能,对比分析波纹辊和平辊轧制效果。结果表明：波纹辊和平辊轧制的层压复合板在Ti层和Cu层界面处表现出不同的有效塑性应变分布。波纹辊轧制的层压复合板中,Ti层具有再结晶织构、棱柱面织构和棱锥面织构,Cu层形成高斯织构和剪切织构;而平辊轧制的层压复合板中,Ti层和Cu层均具有典型的变形织构。波纹辊轧制的层压复合板材料具有较高的结合强度、抗拉强度和延展性。