A356浇覆温度对铝/钢复合板界面组织及力学性能的影响

发布时间：2022-02-10 09:48

　　先采用热浸镀铝-锌工艺对Q235钢板进行表面镀层处理,后将液态的A356铝合金定量浇覆于经预热的钢板表面,通过液固铸轧成功制备铝/钢复合板。运用光学显微镜（OM）、SEM观察界面结合与组织形貌,结合EDS、XRD分析界面物相成分,并测试微观硬度、室温拉伸和剪切强度。结果表明:随着浇覆温度的提高,复合板界面间隙消失,整体趋势上扩散层厚度逐渐增加。当浇覆温度为710℃及以上时,界面处会形成Fe₃Al、Fe Al、Fe Al₂、Fe₂Al₅和Fe Al₃相。在同一浇覆温度下,硬度整体趋势为在Q235和A356基体中保持稳定,而在从Q235侧距界面中心100μm至A356侧距界面中心100μm的范围内连续下降。抗拉强度和剪切强度都表现出先增加后减小的趋势,浇覆温度为710℃时,复合板的成形质量最佳,抗拉强度和剪切强度都为最大,分别为336.4 MPa和137.6 MPa。 

【文章来源】：中国有色金属学报. 2020,30(04)北大核心EICSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

轧制过程示意图

在复合板上截取试样，对试样打磨、抛光后通过Wilson VH1102维氏硬度计对复合板硬度进行检测。通过线切割截取如图2(a)和(b)所示的剪切试样和拉伸试样，将试样经表面清理和打磨光滑后，使用WDW-100D型电子万能材料试验机进行拉伸和剪切实验，拉伸速度0.5 mm/min。为防止剪切实验时，受力中心与试样中心偏离，进而影响剪切实验的精确度，需将剪切试样铝一侧手工打磨掉1 mm。2 结果与分析

图3所示为不同A356浇覆温度下铝/钢复合板界面区显微组织。由图3可看出，随着浇覆温度的升高，复合板界面间隙消失，并逐渐形成了一层扩散层。当A356浇覆温度为620℃时，铝/钢两基体之间可见一条“黑带”，表明铝/钢复合板结合情况较差，有间隙存在。当浇覆温度升高到650℃时，“黑带”消失，界面平整，扩散层非常薄，在光学显微镜下不明显。浇覆温度继续升到680℃，铝/钢界面之间出现了一层薄的扩散层。随着进一步增加浇覆温度，原子可获得足够能量做高频热运动，发生互扩散，形成明显扩散层，而且温度越高，产生跃迁的原子越多，扩散也就越快，形成的扩散层厚度越大，故在图3(e)和(f)中界面处可见明显扩散层。此外，浇覆温度较低时，Q235一侧的晶粒为细小扁平状，随着浇覆温度的提高，后续冷却过程放缓，在该过程中Q235侧细小扁平的晶粒会发生回复、再结晶，晶粒发生长大。由图3(a)和(f)可知，浇覆温度为620℃时晶粒尺寸明显小于浇覆温度为770℃时晶粒尺寸。2.2 A356浇覆温度对复合板界面区的影响

【参考文献】：
期刊论文
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[5]铜/铝复合材料的固-液复合法制备及其界面结合机理[J]. 张红安,陈刚.  中国有色金属学报. 2008(03)

博士论文
[1]反应烧结制取铁铝系金属间化合物的研究[D]. 王兴庆.中南大学 2002



本文编号：3618684