鎂合金與鋁合金熱軋復合的基礎研究.pdf

1、鎂合金和鋁合金具有密度小、比強度高等優(yōu)點，并且兩種材料的應用具有廣泛性和交叉性的特點，因此鎂合金與鋁合金的連接有著很好的應用前景。例如，將鎂/鋁復合板材用在汽車上可以減重、抗震，而且鋁合金防腐蝕性能較好，包在鎂合金外層，可以提高材料整體的耐蝕性。不過用傳統(tǒng)的熔化焊很容易在焊接過程中形成脆性相、裂紋、氣孔等缺陷，并且還存在熱影響區(qū)過寬及焊后變形等諸多問題。而鎂和鋁的其它連接方法還處于初步的研究階段，各種連接方法都有待于更加深入的研究。

2、 本論文采用熱軋的方式對ZK60鎂合金和7075鋁合金在無氣氛保護的情況下進行復合，這是一種固相連接方法。本文的側(cè)重點是兩種材料熱軋復合的基礎性研究工作，主要包括熱膨脹系數(shù)的測定及應力計算、熱變形抗力和模擬熱軋的研究，并使用金相顯微鏡、SEM、EDS及剪切強度測試等手段對組織和性能進行分析，從而為進一步板材熱軋復合工作的進行提供參考。 通過試驗發(fā)現(xiàn)：鎂合金的熱膨脹系數(shù)大于7075鋁合金，擠壓態(tài)鎂合金的小于同牌號下鑄態(tài)的熱膨脹

3、系數(shù)；在不考慮塑性變形影響的情況下，得出一維情況下鋁中熱應力的值與材料的熱膨脹系數(shù)差及△T成正比，即σ=Co(αMg-αAl)△T(式中Co是常數(shù))：ZK60和7075的壓縮變形抗力都隨溫度的降低和應變速率的增大而增大，ZK60和7075的平均變形激活能分別為133.5kJ/mol和171.5kJ/mol:通過線性回歸得到ZK60和7075的熱變形動力學方程分別為：εMg=0.0068σ6.67exp(-16054/T)和以εAl=e2

4、8.03[sinh(0.01139 σ)]6.88 exp(-171476/RT)；在熱壓縮變形過程中，ZK60鎂合金發(fā)生了明顯的動態(tài)再結(jié)晶，變形量越大、應變速率越低、變形溫度越高，則動態(tài)再結(jié)晶越充分；采用合適的溫度制度進行加熱可以降低界面處的熱膨脹應力，提高兩種材料在軋制過程中的變形協(xié)調(diào)能力；ZK60表面經(jīng)過浸鋅可以形成一層薄、脆而又較為致密的保護膜，從而顯著提高了復合界面的結(jié)合強度；在一定范圍內(nèi)，軋制復合的總壓下率越大，軋制溫度越低