型內(nèi)感應(yīng)加熱鋼-鋁雙金屬復(fù)合成型工藝.pdf

1、鋼/鋁雙金屬復(fù)合鑄件具有質(zhì)量輕、導(dǎo)熱性能好、耐熱、耐腐、耐磨性能好等特點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。研究制造鋼/鋁雙金屬復(fù)合鑄件的難點(diǎn)在于鋼管表面必須高度清潔，鋼管預(yù)熱時(shí)應(yīng)盡量避免氧化。采用感應(yīng)加熱的方法是一個(gè)十分理想的選擇，這種方法可以在很快的時(shí)間里預(yù)熱鋼套，大大減少鋼管表面的氧化，減少生產(chǎn)成本。本文采用鑲鑄法，以液固結(jié)合方式制備鋼/鋁雙金屬復(fù)合材料，系統(tǒng)研究了體積比、芯材預(yù)熱溫度、鋁合金液的澆注溫度和感應(yīng)加熱的頻率對(duì)雙金屬復(fù)合材料的

2、組織和力學(xué)性能的影響，并分析了液固結(jié)合鋼/鋁雙金屬復(fù)合材料復(fù)合機(jī)理和雙金屬復(fù)合材料的裂紋形成過程，對(duì)其它相關(guān)問題也進(jìn)行了探討。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：增大液固體積比、提高芯材的預(yù)熱溫度、提高液態(tài)金屬的澆注溫度以及選擇合適的感應(yīng)加熱頻率有利于界面熔合和界面原子的擴(kuò)散，從而使界面得到冶金結(jié)合。通過金相組織和X射線衍射分析，復(fù)合層化合物主要是FeAl<,3?與Fe<,2>Al<,5>中間化合物。通過對(duì)界面的面掃描分析，液態(tài)時(shí)Al原子很難擴(kuò)散到

3、固態(tài)鋼基體中，擴(kuò)散過程以Fe原子向鋁基體擴(kuò)散為主。通過對(duì)復(fù)合材料的裂紋分析，鋼/鋁兩種材料的晶體結(jié)構(gòu)不同，物理性能之間又有著相當(dāng)?shù)牟町悾T造時(shí)由于兩種金屬的溫差較大，所以在鋁合金液冷卻及凝固過程中，由于收縮量的不同，可以產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，由于中間化合物硬度大且塑性變形能力差，因此其中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力只有通過裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展來耗散。同時(shí)由于鑄造過程中空氣的混入，造成鋼/鋁復(fù)合鑄件中出現(xiàn)氣孔等缺陷。 實(shí)驗(yàn)中對(duì)碳鋼預(yù)熱到730℃，鋁合金液