刘浪飞[1]2000年在《精密合金层状复合材料轧制变形规律的研究》文中指出科学技术的不断发展和各种新兴技术、新产业的出现,对材料性能的要求越来越高,单一组元材料的性能很难胜任这些需求。近几十年来,层状金属复合材料的的生产、研究和应用越来越引起人们的注意。层状金属复合材料是由几层不同性能的金属复合而成的,与单组元合金相比,经过合理设计组合后的材料可以获得相对较高的强度、耐蚀、导电、导热、导磁等优秀的综合性能,并应用于特殊要求的工作环境。到目前为止,层状金属复合材料已经在宇航、石油、机械、化工、轻工、汽车制造、造船、建筑、电力、电子、核能及日用品等领域得到了应用。轧制复合是制造层状金属复合材料应用较为广泛的一种方法,主要用于生产多层金属板、带材。过去对层状金属复合材料的研究,主要集中在用于代用、装饰、过渡连接等方面的材料,单层厚度及厚比的波动范围较大。随着近几年来电力、电子、计算机工业的迅猛发展,应用于电器、仪表、电力控制及电子封装中的层状复合材料的比例不断增加,对层状金属复合材料在性能上的精度和稳定性要求不断提高,这就需要精确控制它的单层厚度及厚比。因此,对精密合金层状复合材料的轧制规律进行研究,不仅对于它的复合控制有重要的实际意义,而且对于轧制复合的基础研究也有重要的理论意义。本文结合近年来新出现的控制气氛轧制工艺,根据精密层状复合材料的特点,重点研究了配对金属加热温度和轧制张力对复合后厚比的影响规律,首先开展了精密层状复合材料轧制复合的基础性实验研究。在此基础上,通过与某厂进行厂校科研技术合作,对基于控制气氛轧制工艺的复合变形规律进行了研究。利用刚塑性有限元方法对轧制复合的变形规律进行了分析与探讨,利用弹塑性有限元方法对复合轧件的残余应力分布特点进行了分析与讨论。具体研究内容和研究成果体现在以下几个方面:(1)对H68黄铜和L2纯铝配对金属进行了轧制复合全因子正交实验。分析讨论了原始厚比、原始总厚及轧制复合压下率三个主要影响因素对轧后厚比的影响规律。分析结果表明,在其它条件不变的情况下,轧后厚比会随着原始总厚、原始厚比和轧制复合压下率的增加而增加。
伍豪杰[2]2013年在《4045/3003铝合金双金属管复合挤压成形工艺研究》文中研究指明4045/3003铝合金双金属复合管是制造高效全铝质热交换器的关键材料，其在汽车、空调领域内应用极为广泛，本文通过在Gleeble-3500热模拟机上进行热压缩变形实验，研究了4045铝合金高温压缩力学行为和组织演变规律，并利用有限元数值模拟软件和实验相结合的方法研究了4045/3003铝合金双金属管复合挤压过程中模角、挤压温度、挤压速度以及原始坯料的厚比等参数对包覆层分布的影响，研究发现：4045铝合金高温压缩变形时流变应力随变形温度升高而降低，随应变速率提高而增大。本构分析表明可采用含Zener-Hollomon参数的Arrhenius双曲正弦关系来描述合金的热变形流变应力行为，其变形激活能为189.9kJ/mol。根据动态模型及显微组织分析得出该实验范围内4045铝合金的失稳区主要集中在高应变速率区，同时随着应变量的增大，失稳区域不断增大，合金热变形较优的加工区域为：变形温度为380-450℃，应变速率为0.1-0.3s-1。4045铝合金热变形时，随着Z值的减少，动态回复增强，亚晶界的轮廓逐渐变得清晰，晶界趋向平直，合金趋于动态再结晶；在SEM显微组织中大体上可以观察到两种相，这两种相的差别主要体现在硅的含量上；通过TEM发现：在4045铝合金中存在两种尺寸相差明显的粒子，随着Z值的减小两种粒子都发生了不同程度的细化和球化。4045/3003铝合金双金属管复合挤压过程中易出现沿制品长度方向包覆层厚度不稳定现象。通过分析模角、挤压温度、挤压速度及包覆坯料厚度等参数对复合管厚比分配的影响，得到了合理的工艺参数，即在模角为45°、挤压温度为420℃和挤压速度为5mm/s挤压时，包覆层的厚度分布最为稳定；在该条件下又研究了包覆坯料的厚比与包覆层厚比的关系，经过线性拟合后得出了包覆层厚度占双金属管总厚度的百分数与包覆坯料占总坯料的百分数线的性方程：y1.06x1.83。经实验验证发现：实际挤压结果与数值模拟结果基本一致，这说明数值模拟具有较高的准确性和合理性。
张泽伟[3]2009年在《铜铝轧制复合变形规律及热处理的研究》文中认为目前的家用电器、各种机械、输送机和日用品领域内,以节能、节省资源等为出发点,不断向制品轻量化、经济化、高性能化发展。因此,对基础材料的要求也随之多样化、高级化,原有的铝或铜等单一材料己经不能与此相适应,客观上迫切需求能大幅度超过上述材料特性和功能的新材料问世。而铜/铝复合材料不仅具有铜的导电、导热率高、易钎焊、接触电阻低和外表美观等优点,也具有铝的质轻、经济等优点。随着近几年来电力、电子、计算机工业的迅猛发展,应用于电器、仪表、电力控制及电子封装中的层状复合材料的比例不断增加,对层状金属复合材料在性能上的精度和稳定性要求不断提高,这就需要精确控制它的单层厚度及厚比。因此,对铜铝双金属层状复合材料的轧制规律进行研究,不仅对于它的复合控制有重要的实际意义,而且对于轧制复合的基础研究也有重要的理论意义。本文通过对铜和铝双金属进行了轧制复合全因子正交实验。分析讨论了原始厚比、原始总厚及轧制复合压下率三个主要影响因素对轧后厚比的影响。分析结果表明,在其它条件不变的情况下,轧后厚比会随着原始总厚、原始厚比和轧制复合压下率的增加而增加。运用刚塑性有限元法,以DFEORM作为计算平台,完成了实验条件下的双金属板及实际生产条件下的两层金属的轧制复合过程的有限元模拟。根据模拟结果中应力、应变及应变速率的等值线图,分析了轧制复合过程的变形特点。通过对铜/铝轧制复合板退火工艺的研究发现,退火热处理并不能使铜/铝复合界面通过原子扩散形成完全冶金结合,随着退火温度的升高,会形成严重降低复合板结合强度的金属间化合物,导致复合板界面结合强度下降,并研究分析了铜/铝轧制复合的结合机理。在提高材料成型性能(弯曲性能)的要求下,铜/铝轧制复合板适合选择的低温退火制度,以350℃,1小时以内为宜。
孙列[4]2014年在《铜/铝/不锈钢三金属复合板轧制工艺研究》文中研究指明铜/铝/不锈钢复合板兼具了铜的优良导热性能以及铝出色的的散热性能和不锈钢的耐热耐蚀及美观性，并充分利用铝的比重较小满足散热以及炊具用材料重量限制的要求，使三者冶金结合，材料的热阻更小，从而更好的发挥三者的综合优势。这种材料可广泛被用于电子、仪器仪表等诸多领域。本文利用有限元分析软件DEFORM对不同厚度配比铜/铝/不锈钢复合板的轧制过程进行了数值模拟分析；通过轧制复合实验制备了铜/铝/不锈钢三层复合板，探究不同轧制压下率与抗拉、剥离强度以及冲压成形的关系；利用金相显微镜、扫描电镜等实验设备研究了不同退火工艺对复合板界面结合机制、机械性能、微观形貌的影响，主要得出如下结论：(1)通过有限元分析软件DEFORM对铜/铝/不锈钢复合板轧制过程进行了数值模拟分析，确定了铜/铝/不锈钢复合板最优厚度配比为1:1.2:0.8。(2)采用铜/铝/不锈钢/不锈钢/铝/铜六层对称轧制的组料方式，轧后复合板的成材率以及平直度明显优于铜/铝/不锈钢三层非对称轧制组料方式。(3)铜/铝/不锈钢复合板的抗拉强度和剥离强度随压下率的增大而增大，最大值分别为438MPa、45N/mm；复合板的杯突值随压下率的增大而减小，最大值为10.5mm。退火后的复合板的抗拉强度、剥离强度在350°C达到最大，分别为348MPa、43N/mm；复合板的杯突值随退火温度的升高而增大，但是不是十分明显。复合板涂镀锡基助复剂后，能够不同程度提高复合板的各项性能。(4)复合板在400°C退火1h或者在350°C退火3h，铜-铝界面有金属间化合物生成，而铝-不锈钢界面之间的金属间化合物在同样的条件下来不及形成或者形成的厚度很薄。Cu-Al金属间化合物形成的热力学条件较Fe-Al容易达到，而金属间化合物不利于复合板的结合强度。(5)根据轧后复合板抗拉、剥离强度以及杯突值与退火温度、时间的关系，得出轧制铜/铝/不锈钢复合板最佳工艺为：轧制压下率33.3%，在350°C退火1小时。
汪振[5]2009年在《Ag/Cu金属复合材料轧制变形研究及有限元模拟》文中研究指明本论文选取重庆川仪金属功能材料分公司生产用AgCu4Ni0.5/Cu复合材料,进行不同变形量的精轧实验,对轧制后试样进行电子背散射衍射实验和尺寸、硬度测量,对精轧过程进行有限元理论分析和数值模拟。通过以上实验方法,研究轧制对材料中微观织构分布、晶界微取向、晶粒大小及分布、轧件尺寸、硬度等的影响,研究轧制过程中的轧件变形,为生产现场提供理论依据,以期更加系统地控制轧制过程。具体研究内容和研究成果有以下几个方面:1、本文对显式动力学有限元方程及理论进行了分析,同时分析了大变形有限元问题求解控制及注意事项。结合LS-DYNA的lsdyna970求解器,讨论了几个关系到精确求解的内容,并提出了可行的求解控制方法;这在第四章相关的有限元上机实践操作中被证明是切实有效的。2、在试验研究的基础上,应用大型有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,采用弹塑性有限元法对Ag/Cu复合材料精轧过程进行有限元数值模拟,研究了压下量、张力对轧件与轧辊间接触力、轧件变形、应变状态等的影响。结果表明,1)、压下量增加对尾部端面变形突出量增加的影响比对头部端面的更大。2)、随轧制变形量的增加,轧件尾部的Ag层与Cu层间的塑性应变差值比头部的更明显,所占区域也有所增加;塑性应变的不均匀程度加剧。3)、在轧制力-时间曲线上,前期有突起峰值,轧制压力在中间大部分区域基本稳定,然后到后期再次出现峰值并突降(呈凹型分布)。4)、合理的压下量对轧件端面形状的控制是有利的。在44%以下的压下量时,轧制压力相对稳定,有利于对轧件形状的控制。5)、增加前、后张力都使轧件边部的横向流动减小,从而增加厚向变形,使变形均匀。6)、单独改变后张力比单独改变前张力的影响效果大,但不如前后张力同时变化时的影响效果明显。7)、在生产中,为了促进轧件均匀变形,并减小轧制力,建议在设备允许的情况下优先采用大张力轧制工艺,以利于改善和保持轧件形状。3、对模拟计算与轧制实验结果进行了轧件尺寸对比验证,确定了模拟结果的准确性。20%、33%和44%压下量的情况下,无论是轧件的总厚度还是复层厚度,模拟结果与实验结果的误差是很小的。其总厚度的相对误差不超过6.7%。各种变形量轧后厚比的值都与原始厚比十分接近,且实验与模拟的结果相对误差也在4%以内。因此轧后厚比对控制轧件厚度及形状,合理制定厚度比,节约复层的贵金属有重要的指导意义。同时,从轧制后轧件的显微硬度-变形量关系出发,得出与模拟中双线性硬化模型材料应力-应变关系之间很好吻合的特点。4、利用电子背散射衍射实验考察热轧复合后,最后一个道次精轧变形的不同变形量对Ag/Cu复合材料中晶粒大小及分布、微观织构分布、晶界微取向的影响。1)、轧制变形使复合材料基层和复层的晶粒细化。随着变形量的增加,最小晶粒的数量和比例增多,最大晶粒的尺寸则变小。2)、本论文精轧试样的形变织构符合铜式冷轧织构的特征,主要由C-{112}<111>、S-{123}<634>、B-{110}<112>这三种织构组分组成;随着轧制变形量的增加,冷轧织构也随之增强,C-{112}<111>组分逐渐占据主要位置。3)、在轧制后Ag层和Cu层的晶界微取向分布中,小角度晶界含量最多。这种含量分布符合轧制态试样中主要是小角度晶界的规律。
李辰[6]2015年在《Al/Mg/Al层合板拉深成形行为及界面结构演变规律》文中研究指明镁合金较差的塑性和耐蚀性是限制其广泛应用的主要原因。鉴于铝合金具有较好的塑性成形能力和耐腐蚀性能，在镁合金板的表面包覆一层较薄的铝合金，通过热轧制工艺制备出的Al/Mg/Al金属层状复合板，不仅能明显改善镁合金的耐腐蚀性能，而且铝合金包覆层还可以起到限制镁合金表面裂纹的萌生与扩散，提高镁合金的塑性变形能力。本实验研究的材料为经四道次热轧制而成的Al/Mg/Al层合板，首先对镁铝层合板进行了单向热拉伸实验，研究层合板在不同温度、不同应变速率下的变形行为以及断裂机制。结果表明，随着变形温度升高或应变速率减小，镁铝层合板的峰值应力降低，应变软化效应增强，在镁合金断口处逐渐出现大而深的韧窝。镁铝层合板在150℃发生变形时，断后延伸率具有一定的应变速率敏感性，然而当变形温度升高到200℃以上时，延伸率受应变速率的影响程度减弱。试样在150℃发生变形时，镁铝层合板间发生剥离现象，而当温度升至200℃和250℃时，断裂机制主要以韧性断裂为主，且层合板的界面具有较好的结合情况，没有发生剥离现象。其次，以在150℃、180℃、200℃和230℃下获得最大拉深比的筒形件为研究对象，利用壁厚千分尺分别沿轧制方向（RD）、45°和垂直轧制方向（TD）进行壁厚测量。结果表明，镁铝层合板在150℃和180℃进行拉深时，筒形件沿RD、45°和TD方向上壁厚分布比较接近，且筒形件没有明显的凸耳产生；当成形温度升至200℃和230℃时，沿TD方向的壁厚明显低于RD和45°方向的，表现出一定的各向异性，且随着成形温度和拉深比的升高，筒形件的破裂危险区逐渐由凸模圆角部位转移至筒壁传力区位置。为了研究镁铝层合板界面扩散层在拉深过程中发生的变化规律，选取成形温度为150℃和200℃且均在最佳成形条件下拉深成形的筒形件作为研究对象，采用SEM测试方法分别在拉深筒形件RD和TD方向上的筒底部位、圆角部位以及筒壁部位上取样，观察扩散层的微观形貌。结果表明，当镁铝层合板在成形温度200℃、凸模温度50℃、拉深速度15mm/min和凹模圆角半径10mm的拉深条件下成形时，筒形件的筒底部位、圆角部位和筒壁部位界面结合较好，即扩散层内没有明显的裂纹产生；而当成形温度降至150℃时，筒壁部位和圆角部位的扩散层均产生了大量裂纹，表明层合板在150℃以下拉深成形时，层界面达不到变形的塑性要求。成形温度由150℃升至200℃并没有引起拉深筒形件各部位扩散层厚度发生变化。
张昊[7]2008年在《喷射沉积铝合金致密化技术的研究》文中进行了进一步梳理喷射沉积技术作为一种新型的金属及金属基复合材料制备技术,在高性能材料制备方面具有独特的优越性。但喷射沉积坯料含有一定的孔隙度,直接使用性能较差,必须通过后续的致密化和塑性变形才能真正实现其高性能。由于孔隙的存在,喷射沉积材料的成形性能较差,直接使用常规的塑性加工工艺(如锻造、轧制等)对其进行加工,因为应力状态容易导致裂纹的形成。而采用挤压等工艺,由于受到设备的限制,无法实现大尺寸坯料的变形。本文针对不同形状的喷射沉积坯料,对大尺寸喷射沉积坯料和喷射沉积板坯的致密化技术分别进行了研究。对于大尺寸坯料而言,在利用有限元技术优化楔压工艺的基础上,首次提出了梯温楔压工艺。而对于喷射沉积板坯而言,对新型的陶粒轧制和外框限制工艺进行了系统的研究。本论文的主要研究内容和研究结论如下:(1)研究了喷射沉积5A06铝合金多孔材料高温压缩变形行为及显微组织的演变规律。实验结果表明:喷射沉积5A06铝合金热压缩变形的流变应力随温度的升高与应变速率的降低而减小;在较高的变形温度下,应力-应变曲线较平缓,未出现明显的屈服点;而在较低的变形温度下,应力–应变曲线呈上升趋势,未出现峰值。建立了喷射沉积5A06铝合金热压缩变形流变应力的本构方程,将流变应力模型计算值与实测值进行比较,结果较为精确,为有限元数值模拟分析提供了数学模型。并对热压缩后显微组织进行了金相分析和硬度测试,初步探明了孔洞及材料硬度同温度和应变速率的关系。建立了单轴压缩时相对密度与高向变形量之间的理论关系,并用有限元模拟了单轴热压缩过程,结果显示理论公式与模拟结果和实验结果三者吻合较好,互相佐证。(2)借助于有限元软件,针对大尺寸喷射沉积坯料研究了楔形压制实验中不同的压制温度和压制速度以及压制方式等相关工艺参数对变形与致密化的影响,结果表明:双面楔压可有效提高致密化效果,合理的楔压温度是450～500℃,合理的楔压速度是0.5～1.0mm/s。(3)在楔压工艺的基础上,提出了梯温楔压工艺,对梯温楔压过程中致密化和组织演变规律进行了研究,并与恒温楔压结果进行了比较。研究结果表明:梯温楔压工艺可以有效提高喷射沉积坯料整体的致密化效果。当高向变形量达到25%时,坯料沿高向的密度分布均匀,整体相对密度能达到95%以上。与恒温楔压工艺比较发现,采用梯温楔压能增加坯料底部的横向流动,达到消除孔隙的效果,坯料底部的相对密度有很大的提高。通过对比梯温楔压和恒温楔压后坯料的微观组织发现,梯温楔压工艺能有效改善喷射沉积多孔坯料的微观组织。当高向变形量为25%时,与恒温楔压坯料中存在较多孔洞相比,梯温楔压试样已基本致密。由于梯温楔压工艺能提高喷射沉积多孔坯料的致密化效果,因此使梯温楔压试样的力学性能也得到了大幅度的提高。梯温楔压后的断口形貌说明,梯温楔压后材料中大量的孔隙得以消除,同时SiC颗粒与基体间的结合得到了有效改善。(4)研究了陶粒轧制工艺参数诸如轧制方式和原始坯件的设计对轧制变形行为的影响,结果表明:采用道次间180°转向轧制工艺,且坯料尺寸调整为L×B×H=30×30×8mm能够满足喷射沉积铝合金板坯轧制成形性能的要求。对在陶粒轧制工艺条件下喷射沉积板坯的致密化规律和变形规律的研究表明:由于陶瓷颗粒对材料纵向和横向变形的阻碍作用使多孔材料的延伸变形量明显小于常规轧制,从而减小了促使裂纹形成的拉应变,有利于材料的致密化进程。在陶粒轧制过程中,板坯在高向变形量达到65%时仍不会形成表面裂纹,而在常规轧制变形中,当轧制高向变形量为26.5%时轧件表面就已经出现较多细密的横向裂纹。陶粒轧制工艺成功地改善了喷射沉积铝合金板坯直接轧制的加工性能,板坯在先陶粒轧制致密再直接轧制工艺下通过充分的变形,能得到较好的室温力学性能,轧制出的8009Al/SiCp复合材料板材的抗拉强度和伸长率分别为505.0MPa和6.5%。在陶粒轧制过程中喷射沉积板坯的致密化和轧制变形行为与用于传递压力的陶瓷颗粒介质特性有关。采用200目Al2O3进行陶粒轧制时,喷射沉积铝合金板坯的致密化效果和轧制成形性能最佳。(5)分析了外框限制轧制技术的工艺条件和影响喷射沉积坯料致密化效果的各种因素,对合理的外框限制轧制工艺进行了研究。实验结果表明:采用外框限制轧制技术能有效地提高喷射沉积板坯的轧制成形性能,可以避免常规轧制工艺中存在的喷射沉积坯料容易开裂的问题,合理地控制轧件与边框间的间隙尺寸有利于提高沉积坯的致密化效果。当外框和坯料的长度和宽度间隙分别为θB=4～6%,θL=7.5～10%时,板坯的致密化效果和轧制成形性能最佳。研究了在外框限制轧制工艺条件下喷射沉积板坯的致密化变形行为和孔洞、组织的演变规律,分析了轧制板材的力学性能。在轧制的初始阶段,轧件高向上的变形不均匀,高向变形量由表面层向中心层逐渐减小。当轧件充满边框内的间隙后,轧件的高向变形逐渐趋于均匀。在轧制过程中,轧件上表面的致密化速度最快。在喷射沉积8009Al/SiCp坯件的轧制过程中,SiC颗粒容易被破碎和细化,其分布也趋于均匀。喷射沉积坯料通过外框限制轧制后致密度最高可达到99.0%,轧件去除边框后可以直接进行常规轧制变形而不会出现裂纹;轧制出的5A06Al合金的抗拉强度和伸长率分别为340.0MPa和12.0%;8009Al/SiCp复合材料板材的抗拉强度和伸长率分别为450.0MPa和9.5%。
翁浩[8]2016年在《4343铝/4A60铝/08Al钢三层嵌入式复合带材冷轧工艺及其性能的研究》文中进行了进一步梳理本文研究了4343铝/4A60铝/08A1钢三层复合材料制备工艺及其性能,这种复料主要应用于制备火电厂空冷系统的散热基管。散热基管必须具备耐高温、耐腐蚀、高强度、导热性,钎焊性等优点,基管表面钎焊一层3003铝翅片形成散热单元。由于4343铝具有钎焊性、导热性、耐腐蚀等性能,4A60铝材具备良好的耐腐性、塑性、导热性,而08A1钢材具有高强度、易加工性,价格低廉等优点,因此,4343铝/4A60铝/08A1钢复合后既具备耐腐蚀性又满足导热性以及力学性能,符合基管材料的要求。由于4343铝/4A60铝/08A1钢三层材料在高温钎焊和热交换过程中铝/钢界面极易形成具有脆性的金属间化合物(IMC, Intermetailic Compound),金属间化合物的存在会极大地破坏基体间的冶金结合而导致铝钢分层,影响材料的导热性能和耐腐蚀性。本文采用冷轧复合法制备4343铝/4A60铝/08A1钢三层复合材料,因此,研究冷轧复合法制备铝/铝/钢三层复合材料的工艺及其性能具有深远意义。冷轧复合法制备层状金属复合材料一般分为三个阶段：表面处理阶段---冷轧复合阶段---扩散退火阶段。基于4343铝/4A60铝/08A1钢材料,本文依照冷轧复合三阶段,借助激光共聚焦显微镜、万能电子拉伸机、纳米压痕硬度仪、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射仪等试验检测分析手段,研究各个阶段工艺参数对材料最终性能的影响。具体研究内容和研究结果如下：(1)表面处理阶段：本阶段对实验室专用打磨设备进行了优化,精简了打磨设备的结构,设计了砂带表面处理磨具。结构的优化有利于便携性和稳定性；新磨具使参数具有可调性、多样性。采用不同规格的钢丝刷和砂带处理钢表面,通过对比两种表面处理方式处理后的钢表面形貌、面粗糙度Sa、纳米压痕硬度以及冷轧复合后铝／钢界面的结合强度,结果表明：同等条件下,采用砂带表面处理优于钢丝刷,获得的复合材料结合强度更高。(2)冷轧复合阶段：本阶段研究了不同冷轧压下率与结合强度的关系,冷轧变形规律以及冷轧复合阶段的结合机理。结果表明：铝／铝／钢冷轧复合的最小压下率为15%,稳定压下率为50%；铝/铝/钢冷轧复合在压下率为45%-60%阶段,铝层和钢层逐渐达到协同变形状态：铝/铝/钢冷轧复合机理满足三阶段理论和薄膜理论。(3)退火阶段：本阶段研究了铝/铝/钢退火阶段的结合机理,探讨了退火温度和退火时间对铝/钢界面金属间化合物的生长行为的影响,确定了金属间化合物的主要成分。结果表明：铝/钢界面在热处理条件下发生了一定距离的元素扩散,材料由机械咬合转变为冶金结合,结合强度明显提高,铝/钢界面的结合机理满足扩散理论；铝/钢界面产生金属间化合物的临界温度约为580℃～590℃,且金属间化合物(IMC)的厚度与退火时间和退火温度呈抛物线关系,金属间化合物主要为FeAl3, Fe2Al5, FeAl等。
邹艳明[9]2011年在《Cu/DT9/Cu叠层材料的轧制复合与数值模拟研究》文中研究说明随着科技的发展,层状复合材料在国防军工装备领域的应用越来越广泛,使得对层状复合材料的研究也日益深入。目前国内还尚没有铜铁层状复合材料的报道。本文选用无氧铜与纯铁制备叠层复合材料,首次采用实验和数值模拟相结合的手段对Cu/DT9/Cu热轧复合进行了研究,在层状复合材料的研究和应用领域有一定创新意义。首先对无氧铜TU1和纯铁DT9的高温力学性能进行检测,制定了铜铁复合的热轧工艺；并且分析了热轧退火后复合材料的性能以及厚度变化,分析了铜铁复合材料的复合机理；首次基于高性能计算平台,利用有限元软件ABAQUS对Cu/DT9/Cu的热轧复合过程进行了数值模拟,为复合材料的热轧工艺的优化提供了理论和实践依据。本研究取得主要结论有：1.制定了Cu/DT9/Cu热轧复合工艺,即轧制温度850℃,压下率≥50%；采用三组坯料厚度配比,经热轧试验获得了复合良好的Cu/DT9/Cu叠层复合材料,其界面结合强度达155MPa；退火后三组Cu/DT9/Cu复合材料的屈服强度约170MPa,抗拉强度约250MPa。2.热轧和冷轧过程中铜、铁层厚变化规律分析结果显示,铜层和铁层的变形率趋于一致；通过对最终复合材料的厚度测量,表明：原始厚度为1.5/2/1.5的Cu/DT9/Cu经过轧制后的复合材料,能满足最终产品厚比要求。3.界面分析结果表明,Cu/DT9/Cu热轧复合的机理为：热轧时铜和铁的表面层破裂,形成真实物理接触；在高温高压条件下,两接触表面原子被激活,形成金属键而实现牢固结合。4.首次基于高性能计算平台,利用ABAQUS有限元软件,实现了Cu/DT9/Cu热轧复合的数值模拟,获得了轧制过程的温度变化和应力、应变的分布。结果显示：热轧过程中最大平均轧制压力约为41.6MPa。通过数值模拟和实验数据的对比,两者热轧后的铜铁层厚比误差小于7%,可以为厚度变化提供有效预测。
秦丰强[10]2017年在《CNTs/Mg层状复合材料的制备与组织性能研究》文中研究说明天然的贝壳珍珠层由95%体积分数的文石碳酸钙和5%体积分数的高分子规则堆叠而成,呈现出独特的“砖-泥”结构,展现了优异的力学性能,实现了强度和韧性的完美匹配。因此,本文以纯镁和碳纳米管分别作为微米层和和纳米层,通过电泳沉积工艺和叠层制备技术构建仿生多层次结构,并进行真空热压烧结和轧制处理从而制备出CNTs/Mg仿生层状复合材料。采用OM、SEM、TEM等分析手段对制备的材料进行显微组织表征、界面观察,并对其进行力学性能测试,探索了电泳沉积、热压烧结、轧制工艺对纯镁及其复合材料的影响规律,分析了了工艺-结构-性能三者之间的相互关系。研究结果表明:碳纳米管经过酸洗后,其分散性有所提高,团聚倾向减小,制备的碳纳米管悬浮液更加稳定。未经酸洗处理的镁片表面存在氧化镁颗粒物,颗粒物分布的区域无碳纳米管沉积,并且会导致局部产生微裂纹。镁片上碳纳米管含量与沉积时间存在明显的正相关关系,随着沉积时间的延长,碳纳米管含量依次增加,并且其均匀性也有了较大提高。随着电解质含量的增加,碳纳米管沉积量随之增加,但当电解质含量过多时,由于碳纳米管的过度沉积,会形成团聚。超声时间会影响悬浮液中碳纳米管的分散状态,进而影响镁片上碳纳米管薄膜的分散性,超声处理后,会在一定程度上减少碳纳米管的团聚现象,改善其分散性。沉积电压过小,会导致碳纳米管的极少量沉积,镁基底裸露的现象比较严重,随着沉积电压增加,其分散性有了一定改善。烧结过程中对材料显微组织影响较大的因素是温度,随着温度升高,其晶粒会有所长大,少量碳纳米管的加入并不能明显改变晶粒尺寸。包套轧制能够使材料的层状结构保持更好,与未包套的纯镁及其复合材料相比,加入包套后纯镁及其复合材料的力学性能具有一定的提升,其中材料的延伸率提升明显。纯镁及其复合材料的强度都随着轧制变形量的增加先增加后减小。比较相同变形量下的纯镁及其不同沉积的复合材料可以发现,复合材料相比纯镁,强度有了一定的提升。在烧结态与低变形量轧制状态下,复合材料的强度提升相对比较明显,当变形量提升到很大时,纯镁与复合材料的强度几乎持平,延伸率有了一定下降,因此不宜对复合材料进行较大变形量的轧制。
参考文献：
[1]. 精密合金层状复合材料轧制变形规律的研究[D]. 刘浪飞. 中南工业大学. 2000
[2]. 4045/3003铝合金双金属管复合挤压成形工艺研究[D]. 伍豪杰. 湖南大学. 2013
[3]. 铜铝轧制复合变形规律及热处理的研究[D]. 张泽伟. 沈阳工业大学. 2009
[4]. 铜/铝/不锈钢三金属复合板轧制工艺研究[D]. 孙列. 西安建筑科技大学. 2014
[5]. Ag/Cu金属复合材料轧制变形研究及有限元模拟[D]. 汪振. 重庆理工大学. 2009
[6]. Al/Mg/Al层合板拉深成形行为及界面结构演变规律[D]. 李辰. 太原理工大学. 2015
[7]. 喷射沉积铝合金致密化技术的研究[D]. 张昊. 湖南大学. 2008
[8]. 4343铝/4A60铝/08Al钢三层嵌入式复合带材冷轧工艺及其性能的研究[D]. 翁浩. 广东工业大学. 2016
[9]. Cu/DT9/Cu叠层材料的轧制复合与数值模拟研究[D]. 邹艳明. 中南大学. 2011
[10]. CNTs/Mg层状复合材料的制备与组织性能研究[D]. 秦丰强. 哈尔滨工业大学. 2017
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