Si含量对轧制复合铝钢界面化合物生长行为的影响研究

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铝/钢层状复合材料兼备了钢良好的耐磨性和力学性能及铝合金良好的导热、导电、耐腐蚀性和密度小、易回收的优点，在汽车、航空、建筑、炊具和热传输等领域有着广泛的前景。但该材料在加工和使用过程中容易产生金属间化合物，使材料分层失效。
　　本文通过在纯铝中添加合金元素Si，再通过冷轧复合制备了不同Si含量的铝硅合金/低碳钢层状复合板。利用光学金相显微观察(OM)、扫描电镜观察(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射分析(XRD)等方法，研究了不同退火温度和时间下，Si含量对复合界面组织的变化以及扩散反应生成的金属间化合物相的生长行为的影响。研究得到如下主要结论:
　　(1)获得了不同Si含量下铝硅合金/钢界面化合物形成的临界温度。随Si含量的升高，临界温度先升高后下降。当铝层为纯铝时，临界温度最低为570℃;当Si含量0.67wt.％时，临界温度最高达到615℃。
　　(2) Si的添加改变了界面间化合物的生成规律。当Si含量小于0.91wt.％时，铝/钢界面最先形成θ相，最后转化为η相;铝中Si含量在1.62～2.25wt.％时，铝/钢界面最先形成τ6相，然后依次为τ5相和η相，最后稳定的相组成结构τ5+η相。
　　(3) Si含量的增加明显加快化合物的生长速率。在615℃下Al-1.5wt.％Si/钢界面化合物生长速为7.3426×10-12 m2/s，这比纯铝/钢界面的生长速率9.6833×10-14 m2/s，提高了近两数量级。
　　(4)添加0.67wt.％～0.9wt.％的Si能够提高界面化合物的生长激活能，从而达到抑制化合物形成的效果，当添加0.67wt.％时，化合物的激活能最高为335.58KJ/mol。当Si含量到1.5wt.％时，化合物激活能为203.13KJ/mol。

著录项

作者
陈智;
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作者单位

中南大学;

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授予单位中南大学;
学科材料科学与工程
授予学位硕士
导师姓名张新明;
年度 2013
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类金属复合材料;
关键词
铝/钢层状复合材料; Si含量; 金属间化合物; 临界温度; 生长规律;

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