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在许多实际应用中,镁合金的耐腐蚀性差是镁合金产品开发和应用的主要缺点之一。如果用纯铝包覆在镁合金上,通过轧制复合,制备出复合板材,使得镁合金的耐腐蚀性能得到改善是本实验所要尝试的。本课题通过热轧复合的方法获得了Al/AZ31/Al层状复合板材。研究了轧制温度、压下率对复合板的微观组织的影响,以及轧后退火工艺对复合板的基体与界面处的微观组织结构的影响;利用扩散动力学理论探讨与研究了AZ31/Al界面结合机理,确定出最佳工艺方案。实验结果表明:1.通过对比400℃轧制温度下不同压下量对Al/AZ31/Al复合板显微组织的影响可知,Al/AZ31/Al复合板轧制的道次压下量应控制在35%~50%之间比较合理。采用此工艺轧制复合时,复合后的板材板型好,平直度高,且复合层没有出现开裂甚至分离的现象。2.通过分析不同的退火工艺对Al/AZ31/Al复合板组织与力学性能的影响可知,材料在轧制温度400℃,压下率为40%的复合轧制后,最佳的扩散退火工艺为250℃×60min。经250℃×60min的扩散退火可使得复合板结合强度增加,且结合界面处无金属间化合物的生成。3.复合处金属间化合物的厚度随着退火温度的升高与退火时间的增加而增加。当退火温度恒定时,金属间化合物的厚度与退火时间呈抛物线关系。通过分析复合层的元素成分可知,靠近Al一侧的是金属间化合物Mg2Al3,靠近Mg一侧的是金属间化合物Mg17Al12。4.利用界面扩散功力学方法计算出界面固相反应层厚度,在退火温度为250℃~300℃时,这时动力学指数n≈2,此时,Al/AZ31/Al多层复合板材的退火处理反应层生长方式是受抛物线控制的反应扩散机制。求得AZ31/Al界面的活化能Q和指前因子K0分别为Q250℃-300℃=2.94KJ/mol,K0(250℃-300℃)=1.7×10-7m/s1/2得到Al/AZ31/Al界面固相反应层厚度方程为:300-250℃℃?x =1.3×10-7×exp(-2938/RT) ×t1/2,(m)