Al/Mg/Al热轧复合板的制备及其微观组织和力学性能研究

发布时间：2022-07-12 14:49

　　镁合金板材耐腐蚀性差、室温塑性低是制约其广泛使用的主要因素。为此,本文将具有优良耐腐蚀性和良好塑性的铝合金Al（5052）薄板包覆于镁合金Mg（AZ31B）板材表面,通过三种不同的热轧工艺制备了Al（5052）/Mg（AZ31B）/Al（5052）复合板,研究了轧制工艺和退火工艺对复合板基板微观组织、界面微结构、界面结合强度及其综合力学性能的影响。并对退火后界面上出现的影响复合板整体力学性能的界面金属间化合物层（Intermetallic Compound Layer,IMCL）的弹性常数和力学性能进行了反演分析。对于复合板而言,服役或成形时保持其结构完整性至关重要,但由于异质复合板各组元板的力学性能的差异,将导致其承载或成形时产生界面应力而致界面分层,从而使复合板失效。针对目前常规测试方法无法准确测量具有界面强连接的复合薄板的法向结合强度和切向结合强度的困难,提出了两种测试界面法向和切向结合强度的新方法,即由胶黏剂粘接复合薄板构造对接接头,采用四点弯曲法测试界面法向结合强度,该方法可以将测试范围从20MPa提高到40MPa;将常规拉伸试样标距区外的覆层去除,构造无约束覆层-单轴拉伸（... 

【文章页数】：183 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 金属复合板的制备方法
        1.2.1 扩散焊法
        1.2.2 爆炸复合法
        1.2.3 摩擦焊法
    1.3 轧制复合法
        1.3.1 爆炸-轧制复合法
        1.3.2 铸轧复合法
        1.3.3 冷轧复合法
        1.3.4 热轧复合法
    1.4 热轧复合法及其应用现状
        1.4.1 热轧复合技术的工作原理
        1.4.2 热轧复合技术在Al/Mg异质复合板中的应用
    1.5 研究内容、目的与意义
    参考文献
第二章 热轧Al/Mg/Al复合板的制备与研究方法
    2.1 试验材料
    2.2 热轧Al/Mg/Al复合板的制备
        2.2.1 热轧设备
        2.2.2 热轧Al/Mg/Al复合板的制备流程
    2.3 热轧态Al/Mg/Al复合板的热处理
    2.4 热轧Al/Mg/Al复合板的组织性能表征
        2.4.1 光学显微组织观察
        2.4.2 SEM和EDS显微组织观察
    2.5 热轧Al/Mg/Al复合板的力学性能测试
        2.5.1 界面法向结合强度测试方法、理论分析与评价准则
        2.5.2 界面剪切结合强度测试方法、理论分析与评价准则
        2.5.3 室温单轴拉伸行为测试
    2.6 本章小结
    参考文献
第三章 不同热轧工艺下Al/Mg/Al复合板的基板组织、界面微结构和力学性能
    3.1 引言
    3.2 不同压下量的热轧Al/Mg/Al复合板
        3.2.1 轧制工艺
        3.2.2 基板组织和界面微结构
        3.2.3 界面结合性能分析
        3.2.4 单轴拉伸行为
        3.2.5 讨论
    3.3 不同速度轧制的热轧Al/Mg/Al复合板
        3.3.1 轧制工艺
        3.3.2 基板组织和界面微结构
        3.3.3 界面结合性能分析
        3.3.4 单轴拉伸行为
        3.3.5 讨论
    3.4 不同温度轧制的Al/Mg/Al复合板
        3.4.1 轧制工艺
        3.4.2 基板组织和界面微结构
        3.4.3 界面结合性能分析
        3.4.4 单轴拉伸行为
        3.4.5 讨论
    3.5 本章小结
    参考文献
第四章 热轧态Al/Mg/Al复合板在不同退火工艺下的基板组织、界面微结构和力学性能
    4.1 引言
    4.2 界面无相变退火
        4.2.1 去应力退火 150℃系列
        4.2.2 界面无相变退火 200℃系列
    4.3 界面相变退火
        4.3.1 300℃系列基板组织和界面微结构
        4.3.2 界面结合性能分析
        4.3.3 单轴拉伸行为
        4.3.4 讨论
    4.4 组织优化与IMCL在退火过程中的竞争关系
    4.5 本章小结
    参考文献
第五章 Al/Mg/Al界面IMCL的断裂过程研究及其力学性能反演
    5.1 引言
    5.2 IMC的微观性能
        5.2.1 Al12Mg17和Al3Mg2的晶体结构
        5.2.2 微观力学行为和宏观力学行为的研究现状
    5.3 反演原理与反演方法
        5.3.1 反演原理
        5.3.2 反演方法
    5.4 IMCL的断裂过程及其力学性能反演
        5.4.1 IMCL的断裂过程
        5.4.2 基于VRH与Rule of mixtures方法的IMCL的力学性能反演
    5.5 本章小结
    参考文献
第六章 结论
博士学位论文独创性说明
攻读博士学位期间发表的论文及参加的科研项目
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]金属间化合物Mg17Al12涂层在NaCl溶液中的腐蚀行为[J]. 李永刚,卫英慧,杨丽景,侯利锋,Ri-Ichi Murakam.  中国科技论文. 2012(02)
[2]镁合金热处理的研究现状及发展趋势[J]. 陈先华,刘娟,张志华,潘复生.  材料导报. 2011(23)
[3]Al2Sr和Mg2sr相结构稳定性与弹性性能的第一原理计算[J]. 周惦武,刘金水,徐少华,彭平.  金属学报. 2011(10)
[4]铜铝复合板的加工方法及应用[J]. 杨永顺,杨栋栋.  热加工工艺. 2011(12)
[5]带夹层材料的爆炸-轧制钛钢复合板工艺研究[J]. 王敬忠,颜学柏,王韦琪,闫静亚,容耀,严平.  稀有金属材料与工程. 2010(02)
[6]铜铝复合材料的研究与应用[J]. 徐高磊,张迎晖,林木法,邓江文.  有色金属加工. 2008(04)
[7]爆炸焊接技术的研究与应用进展[J]. 田建胜.  材料导报. 2007(11)
[8]金属复合板的工艺研究现状与发展[J]. 田雅琴,秦建平,李小红.  材料开发与应用. 2006(01)
[9]爆炸焊接的应用与发展[J]. 王建民,朱锡,刘润泉.  材料导报. 2006(01)
[10]金属基复合材料的发展现状及展望[J]. 郝斌,段先进,崔华,杨滨,张济山.  材料导报. 2005(07)

博士论文
[1]累积叠轧纯Mg及Mg/Al多层复合板材的组织结构与力学性能[D]. 常海.哈尔滨工业大学 2011
[2]基于实验的反演识别方法与粘接界面力学性能研究[D]. 王娟.天津大学 2008
[3]宏观尺度位移反演分析研究及其多尺度问题探讨[D]. 吴立军.大连理工大学 2002

硕士论文
[1]微尺度下材料力学性能及损伤模型参数的反演辨识[D]. 李翔宇.浙江工业大学 2012



本文编号：3659324