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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