【摘要】：鋼-鋁復合板同時具備了鋼背的高強度以及鋁基合金優(yōu)良的導電性、導熱性和耐腐蝕性等優(yōu)點,在航空航天、船舶、軌道交通、化工醫(yī)療等領域都發(fā)揮著重要作用。但是,在制備后鋼-鋁復合板界面處存在較大的殘余應力,而現(xiàn)有的鋼-鋁復合板后處理技術在改善復合板界面力學性能上都存在一定不足,對復合板界面剪切強度產生較大影響。本文用拉鑄復合法制備鋼-鋁復合板,并采用溫軋后處理技術,解決了室溫小變形軋制后處理方法存在的“復合板界面剪切強度橫向分布不均勻”的問題,又解決了去應力退火后處理后“界面脆化”的問題,得到了界面力學性能優(yōu)異的鋼-鋁復合板。主要研究內容及所獲成果如下：(1)制備鋼-鋁復合板并對鋼-鋁復合板界面殘余應力的產生進行分析。(2)利用DEFORM-3D軟件開展了室溫小變形軋制后處理有限元模擬技術,重點研究不同壓下率對復合板內部等效應力場和等效應變場的影響,為后續(xù)后處理方法的實施提供實驗依據(jù)。(3)開展了室溫單道次小變形軋制后處理和二道次小變形軋制后處理研究。建立了后處理條件(壓下率、壓下率比例)與復合板界面力學性能(界面剪切強度、橫向界面剪切強度不均勻度)之間的關系,探究后處理條件對界面剪切強度的影響機理。研究發(fā)現(xiàn)室溫小變形軋制后處理方法雖然能夠有效提高界面剪切強度,但是造成了復合板橫向界面剪切強度分布不均勻,嚴重影響了復合板的使用性能。(4)針對室溫小變形軋制后處理方法存在的不足,在單道次小變形軋制后處理確定最佳壓下率的基礎上,開展了鋼-鋁復合板溫軋后處理研究,并與去應力退火后處理實驗作對比,重點研究軋制溫度與界面力學性能之間的關系,分析了溫軋后處理方法的機理,確定了合適的溫軋后處理工藝,得到了平均界面剪切強度值最大,界面剪切強度分布不均勻度最小的鋼-鋁復合板。
[Abstract]:Steel-aluminum composite plate has the advantages of high strength of steel back and excellent electrical conductivity, thermal conductivity and corrosion resistance of Al-base alloy. It plays an important role in aerospace, ship, rail transit, chemical and medical fields. However, there is a large residual stress at the interface of the steel-aluminum composite plate after preparation, and the existing post-treatment technology of the steel-aluminum composite plate has some shortcomings in improving the mechanical properties of the composite plate interface. The interfacial shear strength of composite plate is greatly affected. In this paper, the steel-aluminum composite plate was prepared by casting method, and the problem of "uneven transverse distribution of interfacial shear strength of composite plate" was solved by means of warm rolling post-treatment technology, which existed in the post-treatment method of small deformation rolling at room temperature. The problem of "interface embrittlement" after post-treatment was solved, and the steel-aluminum composite plate with excellent interfacial mechanical properties was obtained. The main research contents and results are as follows: (1) preparation of steel-aluminum composite plate and analysis of residual stress at the interface of steel and aluminum composite plate. (2) finite element simulation technique for post-treatment of small deformation rolling at room temperature has been developed by using DEFORM-3D software. The effect of different reduction rates on the equal effect force field and equivalent strain field in the composite plate is studied. It provides experimental basis for the implementation of subsequent post-treatment methods. (3) the post-treatment of single-pass small deformation rolling at room temperature and post-treatment of two-pass small deformation rolling are carried out. The relationship between post-treatment conditions (reduction rate, reduction ratio) and interfacial mechanical properties (interfacial shear strength, transverse shear strength unevenness) of composite plate was established, and the influence mechanism of post-treatment conditions on interfacial shear strength was explored. It is found that although the post-treatment method of small deformation rolling at room temperature can effectively improve the interfacial shear strength, the transverse shear strength distribution of the composite plate is not uniform. The performance of composite plate is seriously affected. (4) in view of the shortcomings of the post-treatment method of small deformation rolling at room temperature, on the basis of determining the optimum reduction rate after single pass small deformation rolling, the research on post-treatment of warm rolling of steel and aluminum composite plate is carried out. The relationship between the rolling temperature and the mechanical properties of the interface is studied, and the mechanism of the post-treatment method is analyzed, and the suitable post-treatment process is determined, compared with the post-treatment experiment of post-treatment after annealing without stress, and the relationship between the rolling temperature and the mechanical properties of the interface is studied. The steel-aluminum composite plates with the largest average interfacial shear strength and the least uneven distribution of interfacial shear strength are obtained.
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG335

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本文編號：2255069