第42卷第7期 2017年7月
金属热质程 HEAT TREATMENT OF METALS
全包覆1060/AZ31/1060复合板的界面组织
赵鸿金，岳野，张荣伟，李涛涛
（江西理工大学材料科学与工程学院，江西赣州341000）
Vol. 42 No. 7 July 2017
摘要：采用搅拌摩擦焊结合热轧法制备了全包覆1060/AZ31/1060复合板，通过Deform-3D有限元分析了道次压下量和热轧温度对复合板中间层镁板的边部损伤的影响，并研究了不同退火温度和时间对界面扩散层的影响。结果表明：提高热轧温度、减小单道次 9000
0 达到59.2μm。
关键词：1060/AZ31/1060复合板；边部损伤；Deform-3D有限元分析；道次压下量；退火中图分类号：TG335
文献标志码：A文章编号：0254-6051（2017)07-0102-06
Interfacialmicrostructureofwhole-coated1060/AZ31/1060cladplate
Zhao Hongjin, Yue Ye, Zhang Rongwei, Li Taotac
( School of Materials Science and Engineering , Jiangxi University of Science and Technology , Ganzhou Jiangxi 341000 , China)
Abstract : Whole-coated 1060/AZ31/1060 clad plates were prepared by the method of combining friction stir welding and hot -rolling, with 1060 and AZ31 standing for 1060 pure Al and AZ31 Mg alloy respectively. The influence of different pass reduction and hot rolling temperature on the edge cracks of intermediate layer was analyzed by Deform -3D. The influence of different annealing temperature and time on diffusion layer of interface was analyzed. The results show that raising hot rolling temperature and reducing per -pass reduetion are propitious to decrease the edge cracks of intermediate layer and improve the quality of clad plates - After annealing , a diffusion layer formed in the interface hetween 1060 and AZ31 and turned mechanical activation bonding into metallurgical bonding . The compound near AZ31 in layer are Mgi Aliz and near 1060 are Mg Al, . The second-phases produced in annealing are Mg i Ali2 , Mg, Ag , Al, MguZns and Al, Mn. The maximum thickness of diffusion layer is 59.2 μm after annealing at 400 °C for 8 h.
Keywords: 1060/AZ31/1060 clad plate ; edge damage ; Deform-3D finite element simulation ; pass reduction ; annealing
镁合金具有比强度和比刚度高等优点，然而镁合金具有密排六方结构，滑移系较少，塑性变形能力差，制约了镁合金的广泛应用14]。相比于镁合金，铝合金具有塑性和抗变形能力优良，耐蚀性能好，因此，在镁合金外表面包覆一层铝合金，可制备出具备镁合金及铝合金优异性能的复合材料[5-6]。ZhangXP等[?] 通过热轧得到由7075/Mg-2Gd-3Y-0.5Zr/7075薄层叠成的复合材料.并分析了轧制及热处理工艺对复合材料界面强度的影响；刘悦等“通过轧制复合技术将铝板、镁板、铝板三层叠加后轧制获得复合板，并研究了退火处理对复合板界面组织和耐腐蚀行为的影响，但他们均没有考虑中间层镁板在热轧过程中其边部容易开裂1，难以实现复合板的良好结合。因此，如何
收稿日期：2017-01-09
基金项目：国家自然科学基金（50964006）
作者简介：赵鸿金（1967一），男，教授，博士，主要从事塑性加工成型及理论和模拟仿真研究，联系电话：13879789512，E-mail；zhj_zyh@163.com DOI:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.07.025
万方数据
避免在轧制过程中镁板开裂，实现镁铝异种金属良好的结合，是待研究的重点。
本试验采用Deform-3D有限元分析了轧制过程中道次压下量和热轧温度对复合板中间层镁板的边部损伤的影响，分析了产生裂纹的原因，依此为指导开发了搅拌摩擦焊与轧制相结合的技术，并制备了复合效果良好的全包覆镁铝复合板，研究不同热处理工艺对 1060/AZ31/1060复合板界面及显微组织的影响。
试验材料与方法
制备1060/AZ31/1060复合板所用铸态AZ31镁合金的化学成分如表1所示，采用1060纯铝作为包覆材料。表面处理后，将铝板包覆在镁板上，采用搅拌摩擦焊[12-3]对包覆留下的铝板缝进行焊合。对复合板进行450℃热轧道次间退火，退火时间控制在10min 道次变形量控制在10%~30%，将厚度为27mm的镁铝复合板轧制到3~11.5mm，制备1060/AZ31/1060 复合板。