镁铝钛层状复合板制备工艺与性能分析

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1、镁铝钛层状复合板制备工艺与性能研究重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：伍侠指导教师：陈泽军副教授学位类别：工程硕士（材料工程领域）重庆大学材料科学与工程学院二O一五年五月StudyontheFabricationandPropertiesofMagnesiumAluminumTitaniumLaminatedSheetAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementforProfessionalDegreeByWuXiaSupervi

2、sedbyAss.Prof.ChenZejunSpecialty:ME(MaterialsEngineeringField)CollegeofMaterialsScienceandEngineering,ChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay2015重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要本文制备镁铝钛复合板的方法为热轧复合法，制备出不同叠层顺序、不同厚度比的镁铝钛复合板从而对比选出最优镁铝钛复合板的叠层结构，然后设计镁铝ooo钛复合板轧制工艺，轧制温度为350C、400C、450C，轧制压下量为20%、3

3、0%、ooo40%、50%，退火温度为200C、300C、400C，然后利用金相显微镜、显微硬度计、拉伸试验机、扫描电镜、X射线衍射分析等分析技术，研究叠层顺序、厚度比、热轧温度和轧制压下量、退火温度对复合板性能和组织的影响，得到如下结论：对比Al/Mg/Ti、Mg/Al/Ti、Al/Ti/Mg三种叠层顺序轧制复合的板材性能，实验发现叠层顺序为Al/Mg/Ti时，轧制复合十分困难，甚至出现宏观断裂失效。叠层顺序为Mg/Al/Ti的复合板同比条件下，性能优于其他叠层顺序。在不同厚度比情况下，本研究发现材料在初始板中的占比越高时，其形变对总

4、形变贡献就越高。Ti层在总形变中比例较小，仅占很小一部分（低于10%），而Al、Mg层约占了总形变的90%，轧制复合后的Mg/Al/Ti复合板的力学性能符合复合板理论强度公式，因此hMg：hAl：hTi=2:2:1时，Ti层的占比相对另外2种的占比更高，因此其力学性能也是最好的。在不同轧制温度条件下，观察低倍显微金相图，可以发现Mg/Al界面、Al/Ti界面都较为平直，同时可得出随着温度上升复合的界面越趋平直，各层变形越趋oo协同，结合界面也越优异。在本文实验条件下，350C和400C下轧制复合得到的o复合板中Mg层呈现出明显的热轧态金

5、相组织，而当轧制复合在450C下进行时，o得到的Mg层具有动态再结晶组织，因此综合比较得出在450C的轧制温度条件下，复合板的力学性能和界面组织都比较优异。o在轧制温度450C条件下，采用不同轧制变形量制备Mg/Al/Ti三层复合板，20%压下轧制的复合板出现了Al/Ti界面部分未结合的现象，压下量为30%时，Mg/Al界面、Al/Ti界面都较为平直，然而随着压下量大于40%时，中间层铝开始o出现局部颈缩现象。温度为450C压下量为40%时板材的拉伸力学性能达到最好，抗拉强度为521MPa，延伸率为15.9%，Mg/Al和Al/Ti界面

6、结合强度分别为55.2MPa，68.5MPa。oo随着退火温度的升高，复合板的强度略有下降，而延伸率在200C到300Cooo逐渐升高，300C到400C时出现下降趋势，通过XRD分析发现，退火温度为200Co时，Mg/Al界面不会生成金属间化合物，退火温度为300C时，Mg/Al界面会出现oAl3Mg2这种金属间脆性化合物，随着温度上升到达400C，此界面会出现大量I重庆大学硕士学位论文中文摘要Al3Mg2、Al12Mg17、Mg2Si等多种金属间脆性化合物。利用线能谱分析手段可知，oo在退火温度为400C时，界面层的厚度便急剧增加达

7、到59.8μm。在400C退火1h后Al和Ti层的断口上发现大量的韧窝，其断裂方式为韧性断裂。Mg层的断口形貌是由河流状的解理花样组成，即脆性断裂。从Mg/Al界面的断口形貌显示，从Al到Mg之间为混合断裂现象，既有韧性断裂特征，又有脆性断裂特征，在Al层出现大量韧窝，然而靠近结合界面处却发生了脆性断裂，Mg层出现了明显的解理o断裂特征。综合以上分析，可知镁铝钛复合板应该选择200C低温退火。关键词：镁铝钛复合板，轧制复合，热处理，微观组织，力学性能II重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTInthisarticle，magnes

8、iumaluminumtitaniumsandwichsheetwasproducedbyhotroll-bonding,magnesiumaluminumtitaniumlaminatedsheetofd