复合材料由于能将不同材料的优势结合起来,在全球的各个领域都正在发挥着越来越重要的作用；关于复合材料的研究,也吸引着越来越多专家和学者的目光。而双金属复合铸造材料,由于采用铸造方法合成,工艺简单,成本低廉,具有很大的应用前景,但是浇注过程中两种金属接触时间短,降温速度快,严重影响着二者的结合,这也成为制约双金属复合铸造材料生产和应用的瓶颈。因此,如何使双金属铸件具有良好的结合和性能,是本文研究的重点。为用铸造方法得到铝铁复合线材,降低铝包钢芯铝绞线的生产成本而设计本实验。自行设计复合铸造模具,在洁净的铁丝表面预先进行热浸镀铝处理一定时间,用出炉温度在800℃的铝液浇注试样,通过金相显微镜和扫描电子显微镜观察发现：铝和铁的界面处形成了宽度为10μm～30μm的结合区域,成分分析结果表明其中铝的质量分数为50.37%,原子分数67.75%。由元素质量分数和相关热力学数据判定结合区主要由Fe2A15和FeAl构成,其显微硬度值在HV250以上相同浇注温度下未经热浸镀铝处理得到的试样,通过金相观察、能谱分析和显微硬度测试,证实了铝和铁间形成了宽度为10μm的缝隙。实验结果说明,采用预先浸镀后浇注的工艺可以实现铝和铁的冶金结合,为实现铸造工艺得到铝铁复合线材的构想提供出了初步的支持。为增加铝铁之间的扩散,增强双金属铸件的结合而设计实验,将常用合金元素Ni、Cr和Zr以1%-2%的质量分数加入工业纯铝中作为热浸镀熔体,其他实验参数保持不变。经过形貌观察、成分分析和性能测试,三种元素都极大得提高了铝铁原子的扩散,结合层宽度明显增加,达200-400μm；并且结合区由FeAl、Fe2Al5、FeAl3等多种相构成；另外,Fe通过长程扩散和Al原子形成金属间化合物在Al基体中析出,在加入Cr的试样中,球状弥散分布的新相对材料性能有积极作用。而加入的微量合金元素并不影响其导电性,并提高了耐蚀性。为解决汽车发动机缸体用铝合金强度和耐磨性不足的问题,设计实验进行汽车发动机缸体用双金属复合材料。将经过表面清洁处理的灰铁250在ZL101A铝合金熔体中进行热浸镀处理,控制热浸镀时间,分别控制热浸镀时间为5min,10min,15min和20min进行热浸镀处理,然后用出炉温度在750℃的ZL101A铝合金浇注试样,取样后在金相显微镜和扫描电子显微镜下进行微观组织观察,发现随温度的升高和时间的增长,两种合金的结合区域从无到有,过渡区域宽度逐渐增加,从20μm到70μm。实验结果表明,热浸镀时间和温度是影响试样结合质量的关键。利用500℃固溶4小时+200℃时效处理6小时的工艺对所得铸件进行热处理。结果表明,热处理后铝铁复合铸件过渡区明显变宽,特别是加入Cr后热浸镀的试样,过渡区变得均匀平缓,宽度能达到数百微米,而弥散分布的球状Fe-A1相可延伸1mm左右,甚至肉眼可见。但对于HT250和ZL101A双金属复合铸件的结合区影响不大。