中温轧制制备镁/铝/钽多层复合材料的界面扩散与力学性能研究

目的 实现镁铝钽异种金属复合板材的制备并优化复合板材的力学性能,以获得强轻质–高抗辐射屏蔽性能的复合金属材料。方法 通过中温轧制工艺,先进行首道次大压下量轧制、随后不断提升轧制道次的方法开展Mg–Al–Ta板材轧制复合研究,分析不同轧制道次下Mg–Al–Ta的界面扩散行为。结果 通过引入Al过渡层,成功实现Mg–Al–Ta轧制复合,不同轧制道次下制备出的Mg–Al–Ta层状复合材料表面较为平整,界面处结合良好;Mg–Al和Al–Ta界面的扩散宽度均随着轧制道次的增加而增大,在1道次到5道次的轧制中,Al–Ta界面的扩散宽度由1.2 μm增大到5.18 μm,Mg–Al界面的扩散宽度由2.38 μm增大到4.25 μm,随着轧制道次的增加,界面层硬度逐渐增大;Mg–Al–Ta层状复合板材的抗拉强度随轧制道次的增加而增大,2道次和5道次轧制板材的抗拉强度分别达到293、365 MPa;轧制道次对板材的塑性影响较小,不同轧制道次的复合板材伸长率均不足1%。结论 研究结果表明,Al是互不相溶金属Mg和Ta冶金结合的有效媒介;中温轧制的热力耦合作用是实现Mg–Al–Ta板材协同变形和界面扩散的主要机制。