论文摘要
复合材料是由两种或多种以上的材料通过某种方法结合在一起而形成整体,其各组元保持各自性能不变。钢基复合材料因具有优良的综合特性因而被广泛地应用到工业、国防、航天等领域。双金属复合材料具有广阔的发展前景和优势地位。要获得高品质的复合带材,就必须在高温时能抑制界面化合物的生成,提高钢铝结合强度和加工性能。本文对钢铝复合材料高温时的界面化合物进行了系统研究并找到一定的方法抑制界面化合物的生成。通过在铝中加入硅,经冷轧工艺复合,研究了硅原子和铝原子在铝硅合金中的扩散难易程度,研究硅对于复合界面化合物的抑制作用,并通过热力学计算分析界面的自由能,统计了不同退火制度下,复合板的结合强度。由扫描电镜成份分析可得,钢铝复合材料界面产生的化合物属于Fe-Al化合物,以Fe2Al5居多。温度越高,钢铝复合材料界面产生的化合物就越多,钢铝复合材料界面处的元素扩散速度就越快。扩散是界面发生反应结合的基础,界面微量元素Si的添加在一定温度下可以阻碍Al向Fe中扩散,同样的也阻止Fe向Al中扩散,这样就延缓或阻止Fe2Al5的生成。通过多次退火实验,得到了最佳的退火制度。退火制度选择在室温加热1小时到300℃,再加热30分钟到530℃,530℃保温1小时后,样品于保温棉里冷却至室温。通过对大量样品进行实验,得到了最佳的复合材料,材料选择低碳钢（杂质较少）,铝中含硅5%。样品经过以上退火后,界面几乎没有生成金属间化合物,而且,钢的晶粒得到了恢复和再结晶,提高了钢铝复合板的再加工性能。应用热力学理论,计算了铁铝化合物生成的自由能与温度的关系,确定了铁铝化合物生成顺序及生成的铁铝化合物与铝继续反应生成化合物的顺序都为FeAl-FeAl2-Fe2Al5-FeAl3。应用热力学理论重点研究了Si对界面金属间化合物的抑制机理。确定了铁硅化合物的生成顺序为Fe3Si-Fe5Si3-FeSi-FeSi,即硅含量从低向高的方向进行。