2。2。1焊接试验设备 8

2。2。2表面预处理 9

2。2。3扩散复合工艺参数及流程 9

2。3 分析和测试方法 11

3  试验结果与分析 12

3。1 结合区形貌分析 12

3。2 碳钢/不锈钢复合板显微硬度的分析 14

3。3 多层扩散复合 14

3。4 焊接压力对接头的影响 17

结  论 19

致  谢 20

参 考 文 献 21

1  绪论

1。1 课题研究的背景

随着现代科技的迅速发展，在实际生产中对材料的要求也越来越高，单一金属或合金难以满足，因此将异种金属复合形成的综合性能优良的新型复合材料在国内外受到重视。金属复合材料是两种或多种材料在一些复合技术下在界面处发生冶金反应来实现结合，可以分为分散强化型复合材料和层状复合材料两大类[1]，分散强化型复合材料中有强化相分散在基体金属中；层状复合材料的组元呈层状分布，而非某一种或者几种组元在其他组元中均匀分布。层状金属复合材料使两种或多种物理、化学、力学性能不同的材料在复合技术下使界面实现牢固的冶金结合，从而制备的一种新型复合材料[2]。From+优·尔*论^文W网wWw.YouErw.com 加QQ752018.766

碳钢/不锈钢复合材料是应用最广泛的层状复合材料，碳钢基体使复合材料保留高强度、焊接性等特点，不锈钢复合层则提高材料的耐氧化、耐腐蚀和耐磨性等，在满足实际需求的同时，又降低了生产成本，比之同等规格的纯不锈钢，这种复合材料使不锈钢占有的比例明显减少了，可节约C r、N i等贵金属高达70% ~80% [3]。目前碳钢/不锈钢复合材料的生产方法主要有爆炸、冷拔、挤压、焊接、扩散等方法[4]。随着复合技术的发展，产生了很多更简单、高效的金属复合工艺，瞬间液相复合技术（TLP）就是由Duvall等人[5]提出的材料复合新技术，在母材之间放入很薄的熔点低于母材的中间层，然后进行加热和保温，经过中间层熔化、母材溶解、等温凝固、成分及组织进一步均匀化四个过程而实现连接[6]。TLP复合技术将钎焊与扩散焊结合在一起，因此也被称为扩散钎焊。其操作过程虽然与钎焊是相同的，但TLP复合的连接接头的力学性能、耐高温性能较一般钎焊接头更好。

1。2层状金属复合材料的连接技术

层状金属复合板的连接方法可以分为固一固相复合、液一固相复合以及液一液相复合三类。固一固相复合法主要有轧制复合、爆炸复合、扩散复合等；液一固相复合法主要有模铸法、反向凝固法、钎焊法等；液一液相复合法主要有电磁连铸法。本课题采用扩散复合的方法，因此着重介绍扩散复合技术。论文网

1。2。1固一固相复合法

(1)轧制复合法  使两种金属表面互相接触，通过加热和轧制时的高压利用塑性变形时原子的迅速扩散而实现冶金结合，其结合强度相比原组合有所提高。轧制复合法可以为热轧复合也可以为冷轧复合，热轧复合法是预先将两种材料组装在一起，对其周边进行焊接处理，然后热轧实现复合；冷轧复合法是利用轧制时的压力使金属复合，没有热轧复合过程中碳钢中的元素扩散现象。冷轧复合法在近几年发展较快，已成为世界上应用最广的金属复合技术之一[7]。轧制复合法可以生产尺寸较大的复合板，并且可以批量生产，生产成本低；可以减少结合界面受非金属杂质的污染；但轧制后通常需要后续处理，且对轧机的要求比较严格[8]。