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随着科学技术的迅猛发展,单一材料已不能满足人们的需求,于是,复合材料应运而生。复合材料种类有很多,其中,金属基层状复合材料是当今材料领域研究热点之一。铝具有比强度高、塑形好、耐腐蚀性好、导电导热性好、轻质价廉等优点;不锈钢具有高强度、耐腐蚀、易加工和表面光泽度等优良性能,实现铝-钢结构的复合连接,可以产生巨大的社会效益和经济效益。然而,由于铝和铁的理化性质差异大,这直接给铝-钢复合连接带来了很大困难,因此,对钢-铝的焊接界面的研究具有一定的现实意义。采用304不锈钢钢板作为基材,工业纯铝板(箔)作为中间层,用真空扩散焊接方法制备304不锈钢/铝中间层/304不锈钢复合试样。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对不锈钢/铝扩散焊接界面的化学成分、界面组织、断口形貌和组成相进行分析。利用显微硬度和剪切试验测定界面的显微硬度值和剪切强度。分析了不同工艺参数对元素分布、界面组织和力学性能的影响。显微组织分析表明:真空扩散焊接方法可以实现不锈钢/铝的连接。界面成分分析表明:在研究的温度范围内,界面均发生了原子互扩散现象。各元素随着扩散距离的增加而逐渐减少,在扩散区形成了不同浓度的过渡层。过渡层厚度随加热温度的上升和保温时间延长而增大。当扩散温度为500-600℃时,不锈钢/铝扩散界面形成了Fe2Al5、Fe4Al13和Al5FeNi相;温度增加到700℃时,铝基体液化,不锈钢/铝界面依然形成了Fe2Al5、Fe4Al13和Al5FeNi相,并发现了大量的FeAl2和Al3Ni相,且复合试样的断裂属于典型的解理脆性断裂。硬度和剪切试验表明:由于元素的相互扩散,在界面形成了金属间化合物(Fe-Al),所以显微硬度的最大值和剪切试验的断裂位置都出现在该界面,并且界面的剪切强度在研究温度范围内,随加热温度的升高而降低,随保温时间的延长,先增加后降低。