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1 层状金属复合材料概论 1

1.1 复合材料 1

1.1.1 复合材料的定义 1

1.1.2 复合材料的分类 1

1.1.3 金属基复合材料的分类 2

1.2 金属基复合材料的性能特点及应用 6

1.2.1 金属基复合材料的性能 6

1.2.2 金属基复合材料的应用 7

1.3 层状金属复合材料的研究进展 9

1.4 层状金属复合材料的发展趋势与展望 11

1.4.1 存在的主要问题 11

1.4.2 层状金属复合材料发展趋势展望 12

参考文献 12

2 层状金属复合材料固相复合理论及研究进展 15

2.1 层状金属复合材料固相复合机制 15

2.1.1 机械啮合理论 15

2.1.2 金属键理论 15

2.1.3 能量理论 16

2.1.4 薄膜理论 16

2.1.5 位错理论 16

2.1.6 扩散理论 16

2.1.7 再结晶理论 16

2.1.8 三阶段理论 17

2.1.9 Bay N理论 17

2.2 层状金属复合材料界面结合机制的研究进展 18

参考文献 22

3 层状金属复合材料的性能测试及质量检测 25

3.1 层状金属复合材料的抗拉强度 25

3.2 层状金属复合材料的弯曲强度 26

3.3 层状金属复合材料界面强度的测定 27

3.4 层状金属复合材料的断裂韧性 29

3.5 层状金属复合材料的冲击性能 30

3.6 层状金属复合材料的无损检测方法 33

参考文献 36

4 层状金属复合材料的主要制备技术 37

4.1 固－固相复合技术 37

4.1.1 爆炸复合法 37

4.1.2 爆炸－轧制复合法 39

4.1.3 轧制复合法 40

4.1.4 扩散复合法 42

4.1.5 旋压复合法 42

4.1.6 PIT轧制复合法 43

4.2 液－固相复合工艺 44

4.2.1 铸造复合法 44

4.2.2 反向凝固法 44

4.2.3 喷射沉积法 45

4.2.4 堆焊复合法 45

4.2.5 钎焊－热轧复合法 45

4.2.6 半固态铸轧复合法 46

4.3 液－液相复合技术 47

4.4 层状金属复合材料制备新技术 48

4.4.1 累积叠轧复合技术 48

4.4.2 SHS技术 49

4.4.3 PPR技术 51

4.4.4 喷射轧制技术 51

4.4.5 电磁控制连铸技术 52

4.4.6 激光熔覆技术 52

4.4.7 超声焊接技术 53

参考文献 53

5 爆炸复合工艺与理论 55

5.1 爆炸复合基本理论概述 55

5.1.1 爆炸复合过程 55

5.1.2 爆炸复合时覆板的运动规律 56

5.1.3 射流形成理论 59

5.1.4 波的形成机理 61

5.1.5 爆炸复合的可行性窗口 63

5.2 爆炸复合技术的特点、应用和展望 63

5.2.1 爆炸复合技术的特点 63

5.2.2 爆炸复合技术的工程应用 64

5.2.3 爆炸复合技术的展望 65

5.3 铜－钛爆炸复合板的研究实践 66

5.3.1 研究内容及总体研究方案 66

5.3.2 实验材料与样品制备 67

5.3.3 热处理工艺的确定 69

5.4 爆炸复合界面组织及成分分析 71

5.4.1 爆炸复合结合区金属的塑性变形 71

5.4.2 爆炸复合结合区中金属的熔化 74

5.4.3 爆炸复合结合区元素的扩散 75

5.4.4 热处理对复合界面组织的影响 76

5.5 铜－钛爆炸复合板性能研究 80

5.5.1 电化学性能研究 80

5.5.2 力学性能研究 84

5.6 研究成果总结 88

参考文献 88

6 铜／铝双金属复合材料的研究 92

6.1 层状金属复合材料界面金属间化合物生长行为的研究进展 92

6.2 轧制复合中铜／铝复合板带结合强度的影响因素 96

6.2.1 表面处理对结合强度的影响 97

6.2.2 一次轧制中影响结合强度的因素 98

6.2.3 二次轧制中影响结合强度的因素 100

6.3 铜／铝轧制复合板退火工艺的研究 102

6.3.1 退火实验方法 102

6.3.2 低温退火的测试结果及分析 102

6.3.3 高温短时退火的测试结果及分析 103

6.3.4 轧制复合板热处理机理探讨 104

6.4 铜表面镀金属轧制复合研究 107

6.4.1 轧制复合实验结果 107

6.4.2 铜表面镀Ag轧制铜／铝复合板实验研究 107

6.4.3 铜表面镀Zn轧制铜／铝复合板实验研究 108

6.5 铜铝轧制复合机理的研究 110

6.5.1 复合界面微观组织 110

6.5.2 复合界面经剥离后的微观组织 112

6.6 异步轧制的发展及在复合材料制备中的应用 117

6.6.1 异步轧制技术的发展现状 117

6.6.2 异步轧制的技术特点 118

6.6.3 异步轧制复合的变形区分析 119

6.6.4 异步轧制复合的界面区应力分析 121

6.6.5 异步轧制对复合界面状态的影响 123

6.7 异步轧制中轧辊速比对复合界面组织与性能的影响 123

6.7.1 界面组织形貌分析 124

6.7.2 界面物相分析 125

6.7.3 界面区显微硬度分析 128

6.7.4 异步速比对复合板基体厚度比的影响 129

6.7.5 异步速比对复合板拉伸性能的影响 130

6.8 异步轧制压下率对复合界面组织的影响 131

6.8.1 界面组织形貌分析 131

6.8.2 异步速比对轧制复合临界压下率的影响 134

6.9 退火温度对异步轧制复合界面组织与性能的影响 134

6.9.1 界面组织形貌分析 135

6.9.2 界面物相分析 135

6.9.3 界面区显微硬度分析 138

6.9.4 退火温度对复合板拉伸性能的影响 139

6.10 退火时间对复合界面组织的影响 140

6.11 界面金属间化合物的生长机制与控制方法 141

6.11.1 铜／铝界面金属间化合物的生长机制 141

6.11.2 界面金属间化合物的控制方法 144

参考文献 145

7 不锈钢－碳钢复合板制备技术与理论 150

7.1 研究背景 150

7.1.1 不锈钢－碳钢复合板的主要生产工艺 150

7.1.2 不锈钢－碳钢复合板的发展历史 156

7.1.3 我国不锈钢－碳钢复合板的市场现状 157

7.2 不锈钢／碳钢的冷轧及热轧复合研究 159

7.2.1 不锈钢－碳钢复合板冷轧复合工艺的研究 160

7.2.2 不锈钢－碳钢复合板热轧复合工艺的研究 162

7.2.3 研究小结 168

7.3 钎焊－轧制复合的实验研究 169

7.3.1 热模拟实验 169

7.3.2 实验结果与分析 171

7.3.3 钎焊不锈钢－碳钢复合板轧制工艺实验 180

7.3.4 实验结果与分析 183

7.3.5 研究小结 187

7.4 瞬间液相轧制复合的实验研究 189

7.4.1 瞬间液相扩散连接技术 189

7.4.2 实验方法 190

7.4.3 实验结果与分析 192

7.4.4 瞬间液相轧制复合工艺结合过程模型 199

7.4.5 研究小结 201

7.5 高频电流在线加热复合轧制技术 202

7.5.1 高频电流在线加热技术 202

7.5.2 高频电流的集肤效应和邻近效应 203

7.5.3 高频电流在线加热复合轧制装置 205

7.5.4 高频电流在线加热复合轧制实验 208

7.5.5 实验结果及分析 208

7.5.6 研究小结 212

7.6 高频电流在线加热过程温度场模拟 213

7.6.1 高频电流在线加热过程的数学描述 213

7.6.2 差分方程 220

7.6.3 传热模型的求解 222

7.6.4 接触热阻的模拟 222

7.6.5 温度场数值模拟结果及分析 224

7.6.6 研究小结 229

7.7 研究成果总结 230

参考文献 232

8 泡沫铝夹心板的制备及力学性能 238

8.1 泡沫铝夹心板材料简介 238

8.2 泡沫铝夹心板的结构特点 239

8.2.1 泡沫芯体夹心板的类型及发展 239

8.2.2 泡沫铝夹心板的力学特性 240

8.3 泡沫铝夹心板的应用 240

8.3.1 在轨道交通领域的应用 240

8.3.2 在航空航天领域的应用 241

8.3.3 在建筑领域的应用 242

8.4 泡沫铝夹心板的制备技术 242

8.4.1 物理连接方法 242

8.4.2 冶金连接方法 243

8.5 研究内容与实验方案 245

8.5.1 研究内容 245

8.5.2 实验方案 246

8.6 泡沫铝夹心板制备工艺的研究 247

8.6.1 轧后发泡预制体的芯层形貌 247

8.6.2 发泡预制体快速加热工艺研究 248

8.6.3 泡沫铝夹心板泡孔演变研究 249

8.6.4 预制体发泡效果的影响因素 250

8.7 泡沫铝夹心板的准静态三点弯曲性能研究 254

8.7.1 泡沫铝夹心板的三点弯曲变形行为 254

8.7.2 泡沫铝夹心板弯曲性能的影响因素 256

8.8 泡沫铝夹心板的低速冲击性能研究 259

8.8.1 泡沫铝夹心板典型低速冲击力学性能曲线 260

8.8.2 胶黏泡沫铝夹心板的低速冲击性能 261

8.8.3 冶金结合泡沫铝夹心板的低速冲击性能 266

8.9 研究成果总结 268

参考文献 269

9 汽车用铝合金复合箔的研究 275

9.1 汽车的轻量化与复合钎焊铝箔的应用 275

9.1.1 汽车的发展趋势 275

9.1.2 汽车用铝热交换器 277

9.2 复合钎焊铝箔的制造加工方法 279

9.2.1 热轧复合法 279

9.2.2 冷轧复合法 279

9.2.3 反向凝固法 280

9.3 汽车用复合钎焊铝箔的研究进展 281

9.4 研究内容及研究方案 283

9.4.1 研究内容 283

9.4.2 冷轧复合工艺研究方案 283

9.4.3 热轧复合工艺研究方案 285

9.5 复合钎焊铝箔热轧复合技术的研究 287

9.5.1 复合钎焊铝板热轧初结合强度的影响因素研究 287

9.5.2 复合箔包覆率影响因素的研究 290

9.5.3 复合箔抗下垂性能影响因素的研究 294

9.5.4 成品前退火制度对复合铝箔力学性能的影响 300

9.6 复合钎焊铝箔冷轧复合技术的研究 302

9.6.1 复合钎焊铝板冷轧初结合强度的影响因素研究 302

9.6.2 复合箔包覆率的检测结果及分析 305

9.6.3 成品前退火制度对复合箔力学性能的影响 307

9.6.4 复合箔抗下垂性能的检测结果及分析 309

参考文献 311

附录 314