铜钢复合板材界面结构及性能研究

发布时间：2017-07-02 04:14

  本文关键词：铜钢复合板材界面结构及性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着我国科技和经济的双重发展,在汽车、饰品等领域中对工业有了更高的要求。铜-钢复合新材料同时具备了铜和钢两种材料的优点,此种材料除了在导电、焊接以及耐腐蚀等方面具有较高的优势以外,由于融入了钢的特性,因此,具有较高的强度,是一种综合功能性材料,其优势是单一的铜和钢无法相比的。尽管我国对双金属冷轧复合法有过一定探索,然而,由于技术等层面的问题,该技术一直未投入实际应用和生产。因此,对于复合工艺、强度理论、力学性能、热处理工艺以及海水中复合板的防护工作和电偶腐蚀行为等方面的研究均存在一定不足,因此,新型材料在生产和应用的过程中遭遇了重重阻碍。针对以上具体问题,本课题以铜-钢复合板带材料为研究对象,通过改变其热处理条件,测定其扩散层宽度、界面结合情况、扩散层硬度、以及其力学性能如:抗拉强度,延伸率等。同时,针对复合板在海水中的电偶腐蚀现象,利用电化学的知识,对此现象进行深入分析,探究铜钢新型材料的抗腐蚀性。本实验通过MDJ200型金相显微镜观察铜钢复合板的结合界面、带有能谱仪的4800II-S扫描电镜对结合界面进行线扫描分析可知,铜钢复合板最佳热处理工艺为:退火温度为850℃,保温时间为2h,此时复合界面已达到完整结合且结合面积最大。然后对复合板进行拉伸试验和反复弯曲试验,力学性能试验测试表明复合板的强度和塑性均满足生产需要。最后采用电化学腐蚀试验方法对铜-钢复合板的交流阻抗谱和动电位极化曲线进行测试,并与未经轧制复合的紫铜母材本身的耐蚀性能进行对比。试验结果表明虽然复合板的耐蚀性能与紫铜相比稍有下降,但是仍具有较好的腐蚀性,能够满足实际工程结构对复合板的耐蚀性能要求。
【关键词】：铜-钢复合板 冷轧复合 扩散层 力学性能 抗腐蚀能力
【学位授予单位】：沈阳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG335.81;TB331
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 绪论9-23
• 1.1 金属复合板简介9-14
• 1.1.1 金属复合板的性能特点9-12
• 1.1.2 金属复合板在实际生产中的应用12-14
• 1.2 课题的研究目的及意义14-15
• 1.3 铜-钢复合板材研究现状15-17
• 1.4 复合板的成形方法17-20
• 1.4.1 轧制复合法18-19
• 1.4.2 爆炸复合法19
• 1.4.3 焊接复合法19-20
• 1.4.4 其他复合技术20
• 1.5 金属复合板界面结合理论20-21
• 1.5.1 机械啮合理论20-21
• 1.5.2 薄膜理论21
• 1.5.3 位错理论21
• 1.5.4 扩散理论21
• 1.5.5 能量理论21
• 1.6 本课题的主要研究内容21-23
• 第2章 实验方案及实施23-31
• 2.1 实验方案设计23-24
• 2.2 方案实施24-27
• 2.2.1 实验材料24-25
• 2.2.2 实验过程25-26
• 2.2.3 冷轧复合方案实施26-27
• 2.3 铜-钢复合板的性能测试27-30
• 2.3.1 试样的制备27-29
• 2.3.2 铜-钢复合板微观组织分析29-30
• 2.3.3 复合板力学性能实验30
• 2.3.4 显微硬度测试30
• 2.3.5 复合板的耐蚀性能评价30
• 2.4 本章小结30-31
• 第3章 铜-钢轧制复合板界面结构分析31-41
• 3.1 热处理工艺对铜-钢复合板的影响31-32
• 3.2 热处理温度和保温时间对复合板结合界面及复合层宽度的影响32-38
• 3.2.1 金相试样的制备32-33
• 3.2.2 结合界面和金相组织观察33-35
• 3.2.3 结合界面的线扫描分析35-38
• 3.3 显微硬度实验及其结果38-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第4章 铜-钢复合板力学性能41-51
• 4.1 拉伸试验及其结果41-47
• 4.1.1 拉伸试验41-42
• 4.1.2 拉伸试验结果与数据分析42-45
• 4.1.3 复合板拉伸断口宏观形貌与微观形貌分析45-47
• 4.2 反复弯曲试验47-50
• 4.2.1 反复弯曲过程47-49
• 4.2.2 反复弯曲实验结果49-50
• 4.3 本章小结50-51
• 第5章 铜-钢复合板电化学腐蚀性能51-60
• 5.1 金属的电化学腐蚀历程51-53
• 5.2 电化学腐蚀试验的方法53
• 5.3 试验方法及过程53-55
• 5.3.1 试样制备53-54
• 5.3.2 试验过程54-55
• 5.4 实验结果及分析55-59
• 5.5 本章小结59-60
• 第6章 结论60-61
• 参考文献61-64
• 在学期间研究成果64-65
• 致谢65-66

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