铜(铝)/共晶高熵合金复层铸锭界面组织及性能研究

来源 :辽宁工业大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:xiaocaopeter
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金属复层材料是将两种或两种以上金属材料通过一定加工工艺复合在一起的一种新型复合材料,该类材料能结合其组成原料的优点,通过扬长补短,满足特殊环境下对材料性能的要求。共晶高熵合金AlCoCrFeNi2.1(以下简称EHEA)具有高强度、高硬度、抗高温蠕变、耐高温氧化、耐腐蚀、铸造流动性好、塑性及加工性能好等特点。目前未见有关EHEA复层材料的报道。本文采用固-液结合的方法,制备了界面反应微弱的Cu/EHEA和界面反应剧烈的Al/EHEA双金属复层铸锭,并对复层铸锭进行热轧,系统分析了两种复合铸锭界面组织、成分、物相、力学性能以及浇注工艺和轧制对界面结合的影响。Cu/EHEA复层铸锭的制备及热轧实验结果表明:用固-液法制备Cu/EHEA复层铸锭能够实现良好的冶金结合,结合方式为熔化结合和扩散结合。Cu/EHEA界面为拉链式的结构,界面结合强度高于纯铜一侧。预热EHEA及提高铜液的浇注温度有利于扩散层厚度和B2相熔化深度增加。热轧后,界面处EHEA中的FCC相进入Cu侧。随着压下率的增加,进入Cu侧的FCC相尺寸减小,数量增多且分布均匀。复层铸锭经压下率为20%、30%、40%热轧后剪切强度逐渐增加,分别为75MPa、80MPa、90MPa。热轧能提高Cu/EHEA复层材料的耐腐蚀性能。Al/EHEA复层铸锭的制备及热轧实验结果表明:EHEA与Al发生剧烈的界面反应,在界面层生成Al2Fe、AlCr2、Al3Ni、AlNi、AlNi3、AlCo等脆性金属间化合物,导致Al/EHEA复层铸锭的结合强度降低,浇注温度越高越容易生成金属间化合物。热轧后,反应层内的金属间化合物破碎并弥散分布在界面处,提高了Al/EHEA复层铸锭界面结合强度。当热轧压下量为15%、24%时,Al与EHEA界面处仍然存在缝隙。当压下量为30%时,结合界面处缝隙消失,Al与EHEA实现良好的结合,界面处最大剪切应力为43 MPa。
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