45钢T2铜双金属复合线材的界面特征分析.docVIP

45#钢/T2铜复合界面特征及性能分析 侯林涛 陈文革 刘盈斌 罗启文 西安理工大学材料科学与工程学院，中国西安，710048 摘要：采用真空熔铸法45#钢/T2铜复合材料，研究分析了钢铜复合界面的结合强度、显微结构及显微硬度、过渡区的成分变化等。结果表明:在1150±50℃、4.0×10-2Pa真空熔铸制备的钢铜复合材料呈锯齿状Cu、Fe金属原子发生互扩散现象，形成一个宽度约60μm的过渡区，其显微硬度介于T2铜和45#钢之间Fe-Cu的固溶体278.73MPa、2.16MPa，断裂发生在铜端。断裂机制是钢的解理断裂与铜的微孔聚合性断裂的混合。随着熔铸温度的升高，复合界面结合紧密锯齿状突起更明显、元素扩散 关键词：45#钢；T2铜；复合材料；真空熔铸；界面分析 Analysis on Interface Characteristic and Properties between 45 Steel and T2 copper HOU Lintao CHEN Wenge LIU Yinbin LUO Qiwen School of Materials Science and Engineering, Xi’an university of Technology, Xi’an 710048, China Abstract: 45#steel/T2 copper composite material was prepared by using high -temperature vacuum casting, Interface bonding strength, microstructure and the component change of the transition, microhardness were studied by tensile/shear test,scanning electron microscope(SEM) observation,(EDS)analysis,hardness test.The results show that in 1150±50℃,4.0×10-2 Pa vacuum conditions, Interface of casting steel and copper composites is tightly, serrated, no metallurgical defects and Cu/Fe metal atoms occur interdiffusion phenomena, form a width of about 60μm transition zone microhardness between T2 copper and 45#steel,the microstructure is solid solution of steel/copper. The composite tensile/shear strength are 278.73MPa, 217.16MPa, break occurs in the copper side.With the increase of casting temperature, composite interface bonding is more tightly, the serrations more obvious, element diffusion more fully. Keywords: 45 # steel，T2 copper，Composite materials，Vacuum casting，Interface analysis 0、引言 双金属复合材料是复合技术使性能不同的异质金属在界面实现冶金结合的一种新型复合材料由于组成互取长补短产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原材料从而满足不同服役环境的要求。由于钢铜复合材料优良导电导热性、腐蚀、抗磨损、成本低优点工业诸多领域都有广泛的应用前景[1-3]。 目前钢铜金属复合材料的制备技术超前于基础理论的研究，涉及异种材料复合界面[4]的研究则很少，有文献报道[5-6]钢铜金属实现冶金结合的先决条件是界面的有效润湿及真实接触，而影响两种金属润湿性的因素很多，如金属化学成分、压力、表面能和界面温度等。 金属界面融合[7-8]。界面作为复合材料的核心部分对其性能起着决定作用，但它也是缺陷（小孔、杂质和微裂缝结构会引起复合材料性能的恶化使受到不可逆转的破坏而成为损毁的引发点。[9]。为此本文采用真空熔铸技术制备钢铜双金属复合材料，研究了钢铜复合界面的界面结构、组织、化学成分其影响因素， 1.试验材料及方法 本文所选材料钢45#和T2铜的化学成分如表1