Si含量对轧制复合铝钢层状复合材料界面化合物组织形貌的影响.pdf

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1、第３９卷第１期Ｖｏｌ畅３９Ｎｏ畅１２０１４年１月ＨＥＡＴＴＲＥＡＴＭＥＮＴＯＦＭＥＴＡＬＳＪａｎｕａｒｙ２０１４Si含量对轧制复合铝钢层状复合材料界面化合物组织形貌的影响１２２２周德敬，陈智，张新明，唐建国（１．银邦金属复合材料股份有限公司，江苏无锡２１４１４５；２．中南大学材料科学与工程学院，湖南长沙４１００８３）摘要：通过在铝中添加合金化元素Ｓｉ，并对轧制复合铝合金／低碳钢双层复合材料进行不同温度和时间的退火，借助金相显微镜、扫描电镜和ＥＤＡＸ能谱仪，研究Ｓｉ对轧制复合钢界面化合物生长行为的影响规律。结果表明，在Ｓｉ含量为０．６７ｗｔ％时，生成复合界

2、面金属间化合物的临界温度达到６１５℃，此时Ｓｉ对抑制界面化合物生成的效果最好；Ｓｉ含量超过１．６２ｗｔ％后，Ｓｉ降低了Ａｌ-Ｓｉ合金的熔点，使Ａｌ侧元素的扩散速率增加，促进了复合界面金属间化合物的长大，化合物的组成为τ６-Ａｌ８Ｆｅ２Ｓｉ＋τ５-Ａｌ４．５ＦｅＳｉ＋η-Ａｌ５Ｆｅ２。关键词：铝／低碳钢层状复合材料；Ｓｉ含量；金属间化合物；临界温度中图分类号：TG335．85文献标志码：A文章编号：0254-6051（2014）01-0020-07EffectofSiadditionsonintermetalliccompoundlayeratalumin

3、um／steelinterfacebondedbyrolling１２２２ＺｈｏｕＤｅｊｉｎｇ，ＣｈｅｎＺｈｉ，ＺｈａｎｇＸｉｎｍｉｎｇ，ＴａｎｇＪｉａｎｇｕｏ（１．ＹｉｎＢａｎｇＣｌａｄＭａｔｅｒｉａｌＣｏ．，Ｌｔｄ．，ＷｕｘｉＪｉａｎｇｓｕ２１４１４５，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＣｈａｎｇｓｈａＨｕｎａｎ４１００８３，Ｃｈｉｎａ）Abstract：ＴｈｅＡｌ-Ｓｉａｌｌｏｙ／ｌｏｗ-ｃａｒｂｏｎｓｔｅｅｌｃｌａｄｐｌａｔｅｓｂｏｎｄｅｄｂｙ

4、ｃｏｌｄ-ｒｏｌｌｉｎｇｗｅｒｅａｎｎｅａｌｅｄａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓａｎｄｔｉｍｅ．Ｓｉｌｉｃｏｎ摧ｓｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄ（ＩＭＣ）ｉｎｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｕｓｅｏｆｏｐｔｉｃａｌｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＯＭ），ｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＳＥＭ）ａｎｄＥＤＡＸｅｎｅｒｇｙｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｌａｄｐｌａｔｅｓｗｉｔｈ０．６７ｗ

5、ｔ％ｏｆＳｉａｄｄｉｔｉｏｎｓｈａｖｅｔｈｅｂｅｓｔｅｆｆｅｃｔｆｏｒｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇｔｈｅｇｒｏｗｔｈｏｆｔｈｅＩＭＣｌａｙｅｒ，ｗｈｉｃｈｈａｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔＩＭＣｃｒｉｔｉｃａｌｆｏｒｍｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆ６１５℃．ＢｕｔｗｈｅｎＳｉａｄｄｉｔｉｏｎｓｉｓｍｏｒｅｔｈａｎ１．６２ｗｔ％，ｉｔｄｅｃｒｅａｓｅｓｔｈｅｍｅｌｔｉｎｇｐｏｉｎｔｏｆＡｌ-Ｓｉａｌｌｏｙ，ｉｎｃｒｅａｓｅｓｔｈｅｅｌｅｍｅｎｔｄｉｆｆｕｓｉｏｎｒａｔｅｉｎＡｌ-Ｓｉａｌｌｏｙ，ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｔｈｅＩＭＣｇｒｏｗｔｈ，ａｎｄｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ

6、ｓｏｆＩＭＣａｒｅτ６-Ａｌ８Ｆｅ２Ｓｉ＋τ５-Ａｌ４．５ＦｅＳｉ＋η-Ａｌ５Ｆｅ２．Keywords：ａｌｕｍｉｎｕｍ／ｌｏｗ-ｃａｒｂｏｎｓｔｅｅｌｃｌａｄｐｌａｔｅｓ；Ｓｉａｄｄｉｔｉｏｎｓ；ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄ；ｃｒｉｔｉｃａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ铝合金／低碳钢层状金属复合材料兼备了低碳钢合物相会严重破坏基体间的冶金结合，影响材料的力的良好的力学性能，以及铝合金良好的导热、导电、低学性能。因此，深入认识铝／钢复合材料退火过程中金密度性能的优点，已经在航空航天、机械、汽车、轮船、属间化合物的演变规律，探索抑制金属间化合物长大

7、［１-４］建筑以及电力和电子等领域得到了应用。目前，的机理具有重要意义。采用轧制复合法工业生产铝／钢层状复合材料较为成目前，国内外关于Ｓｉ抑制铝钢界面化合物的研究熟。并且轧制复合后，一般要进行扩散退火处理，其目多集中在热浸镀铝、铝钢扩散焊接以及铝合金／碳钢层［６-７］［８］的是通过原子的相互扩散形成冶金结合，同时消除轧状复合材料等方面。宋群岭等选取Ｍｎ、Ｓｉ、Ｚｎ、制过程中形成的残余应力，便于后续深加工，如剪切、Ｎｉ作为铝合金化元素，铝钢冷轧复合后采用扩散退火［５］弯曲等加工工艺。但是在退火过程中，铝／钢复合处理，结果表明Ｓｉ、Ｚｎ能够有效抑制化合物。安

8、健［９］界面容易生成脆性Ｆｅ-Ａｌ金属间化合物，这种脆性化等研究了铝池中Ｓｉ含量