喷射成形+轧制Al-Pb/Al/Steel复合板材界面

对喷射成形＋轧制Ａｌ－Ｐｂ／Ａｌ／Ｓｔｅｅｌ复合板材进行了热处理,用ＳＥＭ观察了Ａｌ－Ｐｂ／Ａｌ及 Ａｌ／Ｓｔｅｅｌ界面的变化．结果表明：复合轧制后Ａｌ－Ｐｂ／Ａｌ及Ａｌ／Ｓｔｅｅｌ界面达到了良好的界面初结合; 复合板材热处理后,Ａｌ／Ｓｔｅｅｌ界面在４８０℃／１ｈ＋３００℃／３ｈ的热处理后产生了ＦｅＡｌ金属间化合物.     

喷射成形＋轧制Al—Pb／Al／Steel复合板材界面

对喷射成形＋轧形Al-Pb/Al/Steel复合板进行了热处理,用SEM观察了Al-Pb/Al及Al/Steel界面的变化,结果表明：复合轧制后Al-Pb/Al及Al/Steel界面达到了良好的界面初结合;复合板材料热处理后,Al/Steel界面在480℃／1h＋300℃/3h的热处理后产生了FeAl金属间化合物。     

复合轧制工艺对Al/Mg复合板冶金结合层组织和性能的影响

采用AZ31镁合金和纯铝进行高温复合轧制制备镁-铝复合板,使其兼具铝的表面耐蚀性和镁合金的高比强度特性.采用金相显微镜、扫描电子显微镜和电子万能拉伸机等设备,研究了不同热轧温度及退火工艺参数对铝-镁复合界面的显微组织和结合强度的影响.结果表明：300 ℃轧制,镁-铝复合板出现严重边裂;450 ℃轧制,边裂消失;在轧制温度为400 ℃、压下率为50%、300 ℃退火2 h的条件下得到的复合板界面结合强度最大,为7.5 MPa.     

Al涂层/AZ91镁合金复合铸造界面的研究

对型芯预喷涂一层Al涂层,将AZ91镁合金液浇注到铸型中实现基体和涂层的结合,对凝固后的结合界面组织和相组成进行分析。结果表明,AZ91镁合金液和Al涂层表面的氧化物发生反应,实现了界面间的润湿,形成冶金结合界面。该界面包含3个扩散层:镁合金基体一侧为(Al₁₂Mg₁₇+δ_Mg)共晶组织;中间层为Al₁₂Mg₁₇金属间化合物;Al涂层一侧为Al₃Mg₂金属间化合物,并弥散分布着一些氧化物。试验结果证明,通过复合铸造的方法可以实现Al涂层和镁合金基体的冶金结合。     

ARB工艺下Al/Zn多层复合材料界面变化的研究

累积复合轧制（Accumulative Roll-Bonding,ARB）工艺作为一种大塑性变形工艺,近期在制备金属基多层复合材料方面受到关注.通过ARB工艺制备Al/Zn多层复合材料,重点观察Al/Zn多层复合材料界面间的变化规律.在扫描电子显微镜（SEM）下,可以明显地观察到在Al/Zn界面处扩散层的存在,说明在ARB工艺状态下,不同层之间存在扩散作用,但是X射线衍射（XRD）结果无法分辨材料内部结构.通过透射电子显微镜（TEM）观察第3周期ARB态Al/Zn多层复合材料截面,可以看到,在Al/Zn多层复合材料层间,存在4种形貌的组织,参考Al-Zn合金的时效析出过程可知,在ARB工艺过程中,Al过固溶体存在连续脱溶和非连续脱溶两种路径,其脱溶路径的不同主要与扩散到Al基体中的Zn浓度有关.     

SUS441不锈钢/Al金属间化合物微叠层复合板的界面结构与力学性能

采用“表面预处理—交替层叠—热轧复合—热处理”的工艺流程制备了SUS441不锈钢/Al金属间化合物微叠层复合板。利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等检测与表征方法研究了热处理温度对复合板界面形貌、微观组织、物相组成、维氏硬度、拉伸性能的影响。结果表明：复合板界面结合良好;热处理后,固–液反应界面氧化严重,易导致界面分层而开裂;固–固、固–半固、固–液热处理后,金属间化合物层由均匀层和两相层组成,均匀层的物相组成为Fe₂A1₅,两相层的物相组成为Fe₄Al₁₃和Al₁₃Cr₂,且两相层具有韧性特征,固–半固反应所得到的复合板的综合力学性能最佳。     

25Cr5MoA钢/微合金钢/Q235钢的复合轧制

将25Cr5MoA钢/微合金钢/Q235钢板复合板坯加热到轧制温度950～1100℃,经保温后轧制1道次,压下量为50%～65%,制成25Cr5MoA钢/微合金钢/Q235钢热轧复合板试样.利用剪切实验方法测定了复合板材的界面结合强度,通过光学显微镜观察结合界面的组织.结果表明:当轧制温度为1000～1100℃时,25Cr5MoA钢/微合金钢/Q235钢能有效复合;压下量对25Cr5MoA钢/Q235钢复合板界面结合强度有一定的影响,当压下量达到一定程度后,随着压下量的增加,复合板的结合强度逐渐降低;轧制温度对25Cr5MoA钢/微合金钢/Q235钢复合板界面结合强度影响很大,在道次压下量一定的情况下,随着轧制温度的升高,复合板的结合强度逐渐升高.在1100℃的轧制温度和50%压下量的轧制条件下结合强度达到最大值.     

TiC/TiN/Al2O3复合陶瓷的研究进展

文章综述了TiC/TiN/Al2O3复合陶瓷的研究进展,介绍了复合陶瓷的制备工艺、组织与性能,探讨了材料成分对组织和力学性能的影响,总结了复合陶瓷的增韧机制及在刀具上的应用情况,指出纳米复合陶瓷是进一步改善强韧性的主要发展方向,为氧化铝陶瓷的广泛应用丰富了科学内涵.     

铜/铝异步轧制复合带的界面反应与强化机制

采用同步和异步轧制复合工艺制备铜/铝复合带,研究退火过程中的界面反应和异步轧制工艺的强化机制.利用扫描电镜观察界面微观组织和拉伸断口形貌,通过线扫描和电子探针分析界面元素分布,采用XRD进行界面物相分析,通过剥离和拉伸实验研究复合带的力学性能.结果表明,经400℃保温1h后界面形成具有三个亚层的扩散层组织,各亚层内元素含量存在突变;铝剥离表面检测到大量铜元素,化合物相包括CuAl₂,Cu₉Al₄,CuAl和Cu₄Al,而铜剥离表面只检测到Cu₉Al₄和Cu₄Al;异步轧制工艺可以提高界面结合强度和复合带的拉伸性能,使界面层在拉伸断裂后破坏程度降低.     

冷轧压下率对Cu/Al复合板界面和性能的影响

研究了不同冷轧压下率对铸轧法制备的Cu/Al复合板材界面微观组织和力学性能的影响。研究结果表明:冷轧过程中压下率过大时界面层会发生断裂而破碎,进而影响复合材料性能。冷轧压下率从29%逐渐增加到57%时,界面层的破碎程度逐渐加重,复合板抗拉强度逐渐增大,延伸率则随之下降,同时剥离强度先迅速减弱后缓慢增强。当冷轧压下率达到57%时,界面扩散层被严重破坏,形成大量纯铜和纯铝直接接触、无明显扩散的结合界面,铜铝复合板主要靠机械咬合力结合。     

表面处理方式对钛/钢复合板界面结合性能的影响

采用真空制坯轧制复合法,在相同的加热温度、轧制道次和压下量等工艺条件下,分别对钢丝刷打磨、酸洗和带水砂带机打磨的表面处理方式,研究了3组钛/钢复合板的界面组织和力学性能.分析了表面处理方式对界面结合性能的影响.结果表明:带水砂带机表面处理方式下的钛/钢复合界面生成连续均匀的TiC层,剪切断口呈韧窝状,界面剪切强度稳定,平均强度达到242.6MPa.其他两种表面处理方式下的钛/钢复合板界面生成断续的TiC层,其剪切强度均未满足国家标准.     

不锈复合钢板的焊接

三峡工程的金属结构中使用了大量的不锈复合钢板，这在国内水电建设中尚属首次。而碳钢、低合金钢的复合钢板及异种钢的焊接在水工金属结构制作安装中要求高、难度大。主要阐述不锈复合钢板的焊接技术。     

铜/钢/铜冷轧复合薄带弯曲性能实验研究

以Q345钢带为基材,T3纯铜为覆材,通过冷轧复合—中间退火—冷轧减薄—轧后退火的工艺路线,制备出铜/钢/铜复合薄带.通过反复弯曲实验研究复合带厚度和退火温度对复合带弯曲性能的影响.实验发现:复合带的弯曲性能主要依赖于冷轧复合中的机械作用以及退火过程中的扩散作用.冷轧复合带随着厚度逐渐减薄,弯曲性能近似线性增强.退火工艺能大幅度提高复合带的弯曲性能,退火温度与弯曲性能基本呈指数关系变化.     

钢/铁双金属复合材料的离心铸造工艺及界面控制

利用复合离心铸造工艺制备了碳钢／高铬铸铁双金属复合材料钻井泵缸套，确定了复合离心铸造的工艺参数，设计了阶梯升温的热处理工艺，并对内套材料的组织和性能进行了测试．研究表明：所设计的17CrMoCu高铬铸铁内套材料的耐磨性明显优于原工艺所用的18Cr高铬铸铁；选择合理的参数（铸型转速、金属液浇注温度、2种金属液浇注时间间隔）以及加入防氧化剂，可使碳钢与17CrMoCu达到牢固的冶金结合，且内、外套之间没有出现裂纹、气孔、夹杂等缺陷；采用阶梯升温的热处理工艺，可以避免双金属缸套在热处理时出现裂纹等缺陷．     

硅对钢/铝轧制复合界面化合物抑制效应的研究

对钢铝复合材料高温时的界面化合物进行了系统研究并找到一定的方法抑制界面化合物的生成。要获得高品质的复合带材,就必须在高温时能抑制界面化合物的生成,提高钢铝结合强度和加工性能。通过对复合前的铝材料熔入不同含量的Si元素,经过与低碳钢的冷轧工艺复合,研究硅对于复合界面化合物的抑制作用。对不同Si含量的铝板复合后的样品进行分组比较,使用金相显微镜和扫描电镜进行了组织分析,发现钢/铝复合材料界面产生的化合物属于Fe-Al化合物,以Fe2Al5居多。通过热力学计算分析界面的自由能,发现Fe-Si化合物比Fe-Al化合物在退火过程中更容易生成,并且以大量实验结果表明微量元素Si的加入能显著抑制钢/铝界面Fe-Al化合物的生成,抑制效果随着硅含量的增加而越发明显。     

高效搅拌摩擦钎焊制备铝/钢双金属复合板的可行性研究

为验证采用作者开发的免磨损无针式搅拌摩擦钎焊(简称FSB)制备铝/钢防腐双金属复合板的可行性,研究了采用不同直径搅拌头所制备的复合板的表面成形、界面组织与性能特点.结果表明:当搅拌头直径过小(20 mm以下)时,因热输入不足使焊道表面起始端粗糙,且试样在较低载荷下便断裂于原始界面;当采用中等直径(20 mm)搅拌头时,焊道表面成形光滑,在中等焊速(150mm/min)下可获得致密的结合及良好的性能;当采用大直径(40 mm)搅拌头时,飞边陡然加剧,适当减小压入深度或提高焊速可减小飞边;由于强烈的热力联合作用,即使在高焊速(300 mm/min)下也可以获得致密的界面结合,钎料锌几乎全被挤出.因此,采用大直径搅拌头、高焊速FSB制备铝/钢双金属复合板是可行的.