波纹辊轧制温度对镁/铝复合板界面组织及力学性能的影响

发布时间：2021-03-19 18:21

　　采用波纹型轧辊制备镁铝复合板,与传统平轧方法作对比,研究轧制温度对复合板界面结合状态、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,分析了波纹辊轧制和平辊轧制过程中应变的变化。结果表明,相同的轧制温度下,波纹辊轧制可以有效提高镁铝双金属的结合效率,实现有效结合的临界温度从平辊轧制的300～350℃降低至250℃。随着轧制温度的升高,元素扩散层厚度逐渐增加,未发现中间化合物生成。仿真结果分析表明,波谷处的等效应变明显高于波峰处,平辊轧制的等效应变介于波峰与波谷之间,轧制温度的变化对等效应变的影响较小。波纹辊制备镁铝复合板的抗拉强度高于同温度下平辊制备的复合板,复合板抗拉强度随轧制温度的升高先升高后降低,在350℃时抗拉强度达到峰值（310 MPa）。 

【文章来源】：材料导报. 2020,34(22)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

(a)波纹辊轧制的复合板和(b)平辊轧制的复合板

图2为250 ℃下采用波纹辊轧制和传统平辊轧制工艺制备的镁铝复合板的界面形貌。从图2a中可以看出,平辊轧制所得的复合板界面处存在明显的黑色裂缝,这意味着镁铝双金属并未实现结合。与之相比,采用波纹辊制备的复合板的界面无裂纹、夹杂、开裂等缺陷,同时未观察到金属间化合物,界面结合良好。图3为300～400℃范围内平辊和波纹辊轧制镁铝复合板的界面状态对比。从图3中可以看出,对于传统平辊轧制而言,300 ℃时仍有部分界面未结合,可以看到界面存在裂纹。随着轧制温度的进一步提升,350 ℃和400 ℃下镁铝双金属实现良好的结合。与之相比,300～400 ℃范围内波纹辊轧制镁铝复合板结合界面良好,未发现裂纹、夹杂等缺陷。此外,从图3中还可以看到,波纹辊制备的复合板界面形态存在一定的起伏。

基于上述研究可以发现,对于两种轧制工艺而言,复合板的结合状态随着轧制温度的升高而提升。这是由于随着轧制温度的升高,金属的塑性变形能力提高,待复合金属表面的原子较为活跃,在压力作用下金属被挤入打磨所形成的凹陷和划痕中,有助于两种材料的复合。但是复合材料在轧前处理、炉中加热以及炉中取出轧制过程中,待复合表面的氧化不可避免,并且随着轧制温度的升高,生成氧化物的速度越快且氧化层越厚。过厚的氧化物层会阻碍轧制过程中异种金属原子的相互扩散,阻碍异种金属的复合。因此选取金属活化与金属氧化物层两个影响因素的平衡点,确定最佳的轧制温度尤为重要。图4 波纹辊制备镁铝复合板波峰结合界面的线能谱图:(a)250 ℃,(b)300 ℃,(c)350 ℃,(d)400 ℃(电子版为彩图)

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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[3]Al/Mg/Al叠层复合材料轧制复合工艺研究[D]. 徐希军.南京理工大学 2009
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本文编号：3090010