钢/铝/镁/铝/钢复合板组织与性能研究

张磊1,2,聂强胜3,许秋3,张利民1,毕胜1,4,任喜强1,孟祥海1,5 (1.唐山工业职业技术大学机械工程学院;2.唐山市增材精密制造工程技术研究中心;3.首钢京唐钢铁联合有限责任公司冷轧作业部;4.天津工业大学电子与信息工程学院;5.河北省高校动车组智能制造与运维应用技术研发中心)

摘要:随着汽车行业对轻量化和安全性要求的不断提高,采用钢/铝/镁/铝/钢复合板替代纯钢板,既可以达到减重的效果,又可以利用复合板的性能优势满足汽车用钢的强度要求。利用轧制工艺成功制备了钢/铝/镁/铝/钢5层复合板,通过光学显微镜、扫描电子显微镜、拉伸试验机,研究了轧制温度(400、450、500℃)对复合板界面组织、界面结合强度、拉伸性能和断裂机理的影响。结果表明:在轧制压下率为45%、400~500 ℃轧制温度范围内制备的复合板均可达到良好的结合效果,其中钢/铝界面呈平直线,铝/镁界面呈波浪线且随着轧制温度的升高起伏程度增大;随着轧制温度的升高,镁层晶粒逐渐发生动态再结晶并长大,铝层硅化物析出含量增多,钢/铝界面结合强度提高,铝/镁界面结合强度、复合板的抗拉强度和断后伸长率呈现出先升高后降低的变化趋势。400、450、500℃轧制温度下复合板铝/镁界面结合强度、抗拉强度和断后伸长率分别为77.54、88.63、81.14 MPa,310、324、278 MPa,39.9%、40.9%、22.3%,在450 ℃轧制温度下复合板的综合力学性能最优。

关键词:钢/铝/镁/铝/钢复合板;轧制工艺;界面组织;结合强度;力学性能;汽车轻量化