Al/Mg/Al复合板制备及其界面组织/力学性能的研究

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镁合金因其耐腐蚀性差,制约了其在工程中应用;而铝合金具有良好的耐腐蚀性及塑性,具有广泛的运用前景。因此将镁合金和铝合金进行复合,制备Al/Mg/Al复合板,既保障了板材表面的耐腐蚀性能,降低板材重量,又可提升板材综合力学性,这对于提升镁材在航空航天等领域的运用具有深刻的意义。本文针对Al/Mg/Al复合板材的制备及其界面性能,展开相应研究。首先,根据相关理论,设计了Al/Mg/Al复合板制备的叠轧工艺,即表面处理-堆叠捆扎-保温-轧制复合,其轧制温度分别为350℃,400℃,450℃,进行3道次、单道次变形量30%20%20%,总变形量为55%的累积轧制。重点讨论轧制温度对Al/Mg/Al复合板材界面结构、力学性能及结合强度的影响。结果表明:三种轧制温度下均能成功制备Al/Mg/Al三层复合板材,450℃时制备的Al/Mg/Al复合板材,其冶金结合程度最高,中间层的缺陷最小,同时中间层的厚度最大。400℃时制备Al/Mg/Al复合板材,其综合力学性能最好。其次,选择400℃时制备的复合板,对其进行250℃下(2h、4h、6h)的退火处理,研究退火时间对界面结构及结合强度的影响。结果表明:经过热处理后,复合板材界面处的裂纹,孔隙等缺陷基本消失,随着保温时间的增长,界面中间层的厚度提升,界面结合强度增加。最后,通过在Al、Mg之间添加Zn箔中间层,研究了Zn箔对Al-Mg复合界面的影响。结果表明:在400℃时,加入Zn箔制备了Al/Mg/Al复合板,并具有良好的界面结构以及较少的缺陷。Zn箔的加入改变了界面的组织组成,其中Al侧转变为Zn-Al固溶体与Mg2Al3,Mg侧的中间层结构则由Mg-Zn共晶相与α-Mg组成;同时Zn箔的加入提升了Al/Mg/Al复合板的界面结合强度。
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