| 题名 | 固-液轧制A356/6082层状复合材料界面组织及性能研究 |
| 作者 | 董澎源 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 导师 | 李元东 |
| 关键词 | A356/6082复合板 固-液轧制 铝合金 界面组织 力学性能 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 金属层状复合材料结合了两种或多种组元各自的优点,能够克服单一金属或合金在服役过程中存在的缺陷和不足,现已在航空航天、石油化工、机械制造、汽车电子、日常用品等领域得到了广泛应用。本文以固-液轧制A356/6082层状复合板为研究对象,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM-BSE)及力学性能测试等手段对其界面组织及性能进行了系列研究。通过调整覆层A356铝合金浇注温度、复合板轧出厚度及后续热处理等参数,重点研究了A356铝合金与6082铝合金在复合过程中界面区组织演变、元素扩散及力学性能之间的关系,探讨了结合界面处元素扩散机理及断裂失效特征,其结果如下:(1)当浇注温度偏高时,A356铝合金一侧组织粗大,共晶硅偏析严重,界面区堆积了大量细小的共晶Si,阻碍了合金元素的进一步扩散;当浇注温度偏低时,基板表面的氧化膜层在轧制力作用下破碎,两合金润湿性得到改善,但合金熔体所含能量较低,只能与基板实现部分结合。浇注温度为660℃时,复合板界面区组织均匀,元素扩散宽度约为93μm,其剪切强度最高为114.2 MPa,实现了良好的冶金结合。随着浇注温度的降低,复合板抗拉强度逐渐升高,浇注温度为620℃时,其抗拉强度达到205 MPa,断裂位置首先发生在A356铝合金一侧,显微硬度在界面附近发生突变,由82.4 HV骤降至61.5 HV。(2)当轧出厚度较小时,界面处出现共晶硅堆积现象,堆积宽度约48μm,临近界面一侧A356铝合金产生富Si区,并析出少量的Si颗粒;当轧出厚度较大时,可能造成基板表面重熔厚度太大甚至出现“熔穿”现象。复合板轧出厚度为4.0 mm时,覆层金属与基板之间润湿性得以改善,界面区组织均匀,两侧合金中Al、Mg、Si等元素扩散充分,复合板的剪切强度值最高可达到118.4 MPa。随着复合板轧出厚度的增加,其剪切强度逐渐减小,抗拉强度逐渐增加,轧出厚度为2.5 mm时,抗拉强度达到245.3 MPa。(3)随着热处理温度的升高,A356铝合金一侧共晶硅组织发生颈缩、熔断、球化,并且球化现象首先在界面处发生,界面区剪切强度值逐渐增大。随着保温时间的延长,低温时对其影响并不显著,高温时可使合金晶粒粗化。当热处理温度为550℃,保温1h时,界面区组织分布均匀,硅颗粒细小圆整,并且未发现有害的反应相生成,Al、Mg、Si原子突破能垒而得到充分扩散,扩散宽度约为136μm,此时复合板剪切强度值最大约为145 MPa,当复合界面在受到均匀得剪切作用时,其剪切断裂方式为脆性断裂。在热处理温度保持一定时,界面两侧合金中的Si原子扩散速率最大,Al原子扩散速率最小,而保温时间对其影响较温度参数小。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 69 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/95001]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 董澎源. 固-液轧制A356/6082层状复合材料界面组织及性能研究[D]. 2019. |
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