铜/钢爆炸焊接板浸铝铸件中铝/钢界面裂纹的形成与扩展

采用铜/钢爆炸复合板浸铝铸造的方法制取了铝/钢铸件。用扫描电子显微镜对复合铸件中铝/钢界面裂纹的形成以及这些裂纹在不同热处理制度下和拉剪测试时的扩展形为进行了分析。研究表明,浸铝铸造后的裂纹主要存在于波侧面的Fe2Al5层中,且大部分平行于波形界面。当试样经过300～600℃,30min退火空冷后,裂纹从波侧面扩展到波谷和波峰,同时在波形界面的块状FeAl3相中也出现平行于波形界面的裂纹。铝和钢的热膨胀系数有较大差异,而在界面导致残余热应力是造成界面裂纹产生和扩展的主要原因。由于铝、钢接触反应时的Kirkendall效应使Fe2Al5层中产生较多的微孔,同时也由于该中间层较厚,因此微裂纹往往在该层中产生和扩展。拉剪测试后的断口分析表明材料主要沿铝/钢波形界面失效。

铜/钢爆炸复合板浸铝铸件的界面组织

采用扫描电镜技术观察和分析了爆炸复合铜 /钢板浸铝铸件的铝 /钢界面组织 ,用面扫描探明了界面组织中主要成份的分布 ,结合粉末样品的X射线谱确定了界面组织的相组成 ,用拉剪方法测得了界面的结合强度。结果表明 :爆覆在钢板上的铜全部溶入铝液中 ,界面上出现了Fe2 Al5与FeAl3 两层连续的中间化合物 ;同时界面附近还出现了FeAl3 颗粒相 ,这种颗粒相的形成可能和浸铝用钢板的爆炸焊接组织有关。界面的结合强度为 80 .5MPa。