累积叠轧焊制备AlSPCC多层复合材料及其力学性能

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1、妒▲东北大学硕士学位论文摘要累积叠轧焊制备A1／SPCC多层复合材料及其力学性能摘要累积叠轧焊法是一种制备层状复合材料的新方法，该方法利用很高的累积应变使材料的晶粒组织得以细化，从而改善材料的力学性能。而极具吸引力的是该方法易于实现工业化生产。选取价格低廉的铝和普通冷轧钢板(SPCC)，将其作为组元材料进行层状复合，利用Al的耐蚀性以及钢的高强度强强组合制成性能更优异的复合材料。这种层状复合材料在飞机、船舶、汽车和高速列车的结构件以及装饰件上将具有广泛的应用前景。同时，研究多层复合材料的力学性能，对于层状材料的性能设

2、计具有重要的理论意义。本研究采用了累积叠轧焊方法制备了A1／SPCC金属多层复合材料，并对叠轧所得的复合材料进行了3个温度下的退火处理。利用扫描电镜和透射电镜对不同叠轧道次的A1／SPCC金属多层复合材料的横截面形貌、微观组织结构以及界面特征等进行了研究。对叠轧不同道次和随后不同温度退火的A1／SPCC金属多层复合材料的拉伸性能、弯曲性能及显微硬度进行了研究。实验获得如下研究结果：(1)采用累积叠轧焊方法可以制备A1／SPCC钢多层复合材料，叠轧后的各组元层材料的晶粒尺寸细化到亚微米尺寸。(2)随着叠轧道次的增加，A

3、I／SPCC钢多层复合材料的强度逐渐升高。经第二道次叠轧的多层复合材料的延伸率出现最大值。(3)经过退火后的叠轧态A1／SPCC钢复合材料，其强度随退火温度的升高而下降，而延伸率升高。三道次叠轧的A1／SPCC钢层状复合材料经150。C退火后的综合力学性能最好。(4)弯曲实验表明，经一道次叠轧的复合材料的界面结合强度较高，二和三道次叠轧的复合材料的界面结合强度下降。退火可以有效促进界面结合强度。三道次叠轧150℃退火后的多层复合材料的弯曲性能最好。关键词：累积叠轧焊；A1／SPCC金属多层复合材料；微观组织结构；拉伸

4、性能；退火；显微硬度；弯曲性能妒■I东北大学硕士学位论文AbstractA1／SPCCmultilayeredcompositesproducedbyaccumulativerollbondingandthemechanicalpropertiesAbstractAccumulativerollbonding(ARB)isanewmethodtopreparemetallicmultilayeredcomposites．Byusingthismethod，thegrainsizecanbemadefinethroug

5、happlyinghighlyaccumulativestrain，andthusmechanicalpropertiesofthematerialCanbeimproved．SuchamethodismoreattractivebecauseitCanbeindustrializedeasily．ByselectingcheapA1andcoldrolledsteelplate(SPCC)andutilizinggoodcorrosionresistanceofA1andhighstrengthofsteel，an

6、excellentcompositealtemativelystackedbytwoconstituentlayersareexpectedtobeproduced．Thereisawideapplicationinstructurecomponentsofairplane，ship，automobileandexpresstrain．Meanwhile，itisalsooftheoreticalsignificancefortheoptimumdesignofhighperformancemultilayeredm

7、aterialstostudymechanicalpropertiesofthemultilayeredcomposites．Inthisstudy,A1／SPCCmultilayeredcompositeswereproducedbyARBprocessing．TheARB·processsedcompositeswereannealedatthreedifferenttemperatures．Cross—sectionalmorphologies，microstructuresandinterfacecharac

8、teristicsofAI／SPCCmultilayeredcompositeswerecharacterizedbyscanningelectronmicroscope(SEM)equippedwithenergydispersivespectrometer(EDS)andtransmissionelectronmicroscope(TEM)