鋁合金型材在高速鐵中的作用是什么?最常見的航空航天結(jié)構(gòu)部件由鋁和合金鋼制成。這些材料重量輕、強度高，具有良好的耐熱性和耐腐蝕性。這些財產(chǎn)使其成為飛機(jī)和其他高速車輛的理想選擇。然而，它們還需要復(fù)雜的擠壓工藝，以確保它們形成長而直的部件。此外，它們需要能夠在生產(chǎn)過程中抵抗變形，以將其強度和耐久性保持在最佳水平。

在數(shù)據(jù)中，通過LACE(大角度壓縮)實驗研究了由鋁合金EN AW-6082和滲碳淬火鋼20MnCr5組成的共擠壓復(fù)合型材的力學(xué)財產(chǎn)。然后對所得的剖面進(jìn)行POT和SCT測試，以確定其結(jié)合強度。

POT的結(jié)果表明，包層材料在其整個長度上表現(xiàn)出高的結(jié)合強度。SCT測得的剪切強度在剖面的早期稍低，但在最后一段顯著增加。這主要是由于鋁和鋼的熱膨脹系數(shù)不同，這導(dǎo)致了冷卻過程中的收縮。

這導(dǎo)致在材料之間的界面處形成金屬間相接縫。該節(jié)理區(qū)由不同灰度的組合組成，表明元素相互擴(kuò)散，而高原則表明結(jié)晶形成。

當(dāng)比較X5CrNi18-10和EN AW-6082樣品的BSE圖像時，前者的接頭區(qū)清晰可見，而后者的EDS測量未顯示該過渡區(qū)。通過回歸線的斜率確定合金元素Cr和Ni向鋁中的擴(kuò)散。這是一個對應(yīng)于20MnCr5的對應(yīng)值的值，該值已經(jīng)向鋁中擴(kuò)散了0.3μm。

用配備有鎵離子束的場發(fā)射掃描電子顯微鏡從兩種材料之間的界面制備薄片。這樣做是為了最小化鋁的更快去除率，并在混合型材中實現(xiàn)均勻形狀的界面。

使用EDS分析，可以在LACE共擠型材的接合區(qū)觀察到從鋁到鐵的轉(zhuǎn)變。此外，可以確定金屬的濃度分布。

從結(jié)果中可以看出，鋁合金EN AW-6082和鋼管20MnCr5的包層在整個共擠型材截面中沒有表現(xiàn)出單一的脆性斷裂區(qū)域。這是因為材料的不同熱膨脹系數(shù)不允許在制造過程中發(fā)生脆性斷裂，這將導(dǎo)致在材料之間的界面處形成裂紋。

由此產(chǎn)生的共擠壓復(fù)合型材由鋁合金EN AW-6082與20MnCr5硬化鋼管共擠壓而成，其機(jī)械財產(chǎn)與之前發(fā)布的單個型材相同[18]。此外，在POT和SCT中可以觀察到不同的連接機(jī)制。

更新日期：2023-02-20

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