嵌入式铝/钢带材冷轧复合变形行为及工艺基础研究

发布时间：2022-07-07 09:34

　　嵌入式铝/钢复合带材是制造火电空冷系统用铝/钢复合翅片管的关键材料,用于焊合成形空冷基管,基管的外表层为铝,利于与铝翅片焊接成翅片管。嵌入式铝/钢复合带材具有两个重要的特点:一是铝层厚度很薄（<100μm）、铝层和钢层厚度差异很大;二是铝层宽度比钢层窄,复合带材两侧具有对称宽度的无铝边（约10 mm）,以利于焊合成空冷基管。冷轧复合法具有工艺简单、便于规模化生产、成本低等优点,是嵌入式铝/钢复合带材工业生产的主要方法,但也存在所生产的复合带材铝层厚度波动大、界面结合强度低,导致铝层易穿孔和铝/钢易分层等问题,对产品质量和成材率影响大。针对嵌入式铝/钢复合带材的上述问题,本文研究了这种带材冷轧复合过程中金属变形行为和铝/钢层厚比变化规律,揭示了界面剪切作用对厚度比变化的影响机理;探明了复合带材铝层厚度波动变化规律和形成机理,提出了改善铝层厚度均匀性的方法;研究了钢带表面硬化状态对复合带材界面结合强度的影响及其作用机理,通过分析轧制复合变形区界面形成过程,揭示了铝/钢复合带材的界面结合机制,提出了改善复合带材界面结合质量和提高结合强度的工艺措施。本文的主要研究成果如下:对轧制复合变形... 

【文章页数】：151 页

【学位级别】：博士

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致谢
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 研究背景
        1.1.3 研究目的及意义
    1.2 铝/钢复合带材概述
        1.2.1 嵌入式铝/钢复合带材的特点及应用
        1.2.2 铝/钢复合带材的制备方法
    1.3 双金属轧制复合变形行为研究
        1.3.1 双金属轧制变形规律
        1.3.2 界面形貌演变
    1.4 轧制复合界面结合性能研究现状
        1.4.1 影响冷轧复合结合强度的主要因素
        1.4.2 固相结合机理
        1.4.3 结合性能测试方法
    1.5 铝/钢复合材料退火过程界面组织变化
2 研究内容与技术路线
    2.1 研究内容
    2.2 技术路线
3 嵌入式铝/钢复合带材冷轧复合变形行为
    3.1 实验材料及方法
    3.2 嵌入式铝/钢复合带材的嵌入变形行为
    3.3 嵌入式铝/钢复合带材铝层和钢层厚度变化规律
    3.4 轧制复合变形区应力分布和界面剪切行为
        3.4.1 轧制复合变形区铝层与钢层受力分析
        3.4.2 轧制复合变形区应力分布
    3.5 嵌入式铝/钢复合带材铝层和钢层厚度比与压下率的关系
    3.6 嵌入式铝/钢复合带材轧制复合过程铝层和钢层组织变化
    3.7 小结
4 嵌入式铝/钢复合带材冷轧复合过程铝层厚度波动形成机理与控制
    4.1 实验方法
    4.2 压下率对铝层厚度波动的影响
    4.3 初始铝带厚度对铝层厚度波动的影响
    4.4 嵌入式铝/钢复合带材铝层厚度波动形成机制
    4.5 提高嵌入式铝/钢复合带材铝层厚度均匀性的措施
    4.6 小结
5 嵌入式铝/钢复合带材界面结合机理与结合性能提升方法
    5.1 实验材料及方法
    5.2 钢带表面硬化状态对嵌入式铝/钢带材界面结合性能的影响
        5.2.1 钢刷表面处理条件下制备的复合带材界面结合状态
        5.2.2 钢带表面硬化状态对复合带材界面结合性能的影响机制
    5.3 嵌入式铝/钢复合带材界面形成与结合机理
        5.3.1 嵌入式铝/钢复合带材界面形成过程
        5.3.2 嵌入式铝/钢复合带材结合机理
        5.3.3 嵌入式铝/钢复合带材界面结合状态的影响因素
    5.4 小结
6 嵌入式铝/钢复合带材退火过程组织和力学性能变化
    6.1 实验材料及方法
    6.2 退火温度对复合带材组织和力学性能的影响
    6.3 保温时间对复合带材组织和力学性能的影响
    6.4 冷轧界面状态对退火后复合带材界面组织和结合状态的影响
    6.5 小结
7 研究成果应用
8 结论
9 创新点
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集



本文编号：3656179