论文部分内容阅读
随着科技的进步与发展,汽车轻量化势在必行,通过减轻复合材料的厚度来降低重量,复合板的强度和耐腐蚀性能也会有所降低,因此质轻、高强、耐腐蚀的复合板是最新的发展趋势,而本课题研究的4343/3003/4343复合钎焊板是其中一种。高Mn3003铝合金作为钎焊板复合材料的基体,对复合板的组织和性能影响最大,故对于3系铝合金的研究一直是该领域的一个研究热点。目前,国内外科研工作者对于复合板组织和性能影响的研究已有报道,而对于复合板在加工过程中的高温析出行为及其对复合板组织和性能的影响机制的研究较少。本文借助电导率仪、万能拉伸试验机、扫描电镜、金相显微镜、透射电镜、能谱仪和Image-Pro Plus软件等检测设备,研究了这种新型的高Mn4343/3003/4343复合板在均匀化和钎焊过程中的析出行为及其对复合板组织和性能,对实际生产和工艺制定提供理论依据和指导。本文主要研究结果如下:(1)热轧、冷轧和退火工序对高Mn3003铝合金析出形貌几乎没有影响;而均匀化对高Mn3003合金析出相的析出行为影响较大,主要包括:低温阶段(<400℃),Mn扩散速率小,析出困难;中高温阶段(400-550℃),由于温度升高Mn扩散能力提高,含Mn相不断从基体中析出,数量逐渐增多,且析出相开始长大;高温阶段(550-600℃),基体的固溶度增大,析出相主要发生长大粗化和部分回溶,伴随析出相数量的减少和尺寸的增大。保温阶段,析出相以Ostwald熟化和原子长程扩散两种机制发生粗化,尺寸不断增大,数量减少。(2)经不同均匀化处理复合板具有不同的组织和性能,主要是析出形貌综合作用的结果,且数量密度对再结晶的抑制作用大于尺寸大小的影响。随着升温速率提高,复合板屈服强度逐渐增大,200℃/h时为71.8MPa;随均匀化温度升高,复合板的屈服强度先增大后减小,在600℃温度下复合板屈服强度最大为64.2MPa;在保温阶段,复合板的屈服强度逐渐增大,在保温24h为68MPa。其中升温速率对复合板屈服强度影响最大。(3)相较钎焊前,钎焊后复合板皮材与芯材发生相互作用,皮材合金Si颗粒消失,一方面转变为Al-Si共晶组织;另一方面扩散至芯材合金中,在其边部形成一层致密的沉淀带(BDP)。BDP是影响复合板耐腐蚀性能的一个重要因素。(4)在钎焊过程中,芯材合金心部,由于预先经过均匀化处理,无明显的析出行为,数量密度和尺寸几乎不变;当温度超过560℃后,过高的温度导致细小析出相的回溶。对于芯材合金边部,温度由室温升高至570℃时,由于Si元素的扩散现象,在芯材边部析出大量Al-Mn-Si相,数量密度增大,尺寸减小;当温度超过570℃后,受基体固溶度的影响,含Mn相的回溶速率大于析出速率,数量密度减小,尺寸略有增大。