热处理工艺对Ni-Al复合轧制板材组织和性能的影响(2)

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参考文献 33

1 绪论

被称为四大材料的是陶瓷材料、复合材料、聚合物以及金属材料。今天，一个国家或地区的复合材料的工业水平已成为衡量一个国家或地区的科学技术，经济实力的重要标志之一，先进的复合材料是各国国家国土安全和国家经济竞争优势的主要来源。复合材料的使用可以追溯到古代。从古时候到现在我们已经用了几百年的钢筋混凝土，并一直在使用的稻草或小麦秸秆增强粘土组成的复合材料，都是有两种性能不同的材料复合而成。到20世纪的40年代中期，由于航空航天工业的物质需求，玻璃纤维增强塑料（俗称玻璃钢）已经研制出来，出现了一种新型复合材料。自20世纪50年代以来，已开发出高强度高模量的纤维材料，如碳纤维、石墨纤维、硼纤维等。在70年代，高强度和高模量纤维，如芳纶纤维和碳化硅纤维。这些纤维可与铝、钛、镁等金属基体材料或碳、橡胶、石墨、合成树脂、陶瓷等非金属材料构成复合材料，具有不同的复合特性。鉴于此，本文将研究热处理工艺对镍铝复合板的组织和性能的影响。

1.1. 复合板材

1.1.1复合板材的概述

复合材料是由两种或两种不同性能的材料组合而成的一种新型材料，应对现代材料科学的发展的要求具有很强的生命力的新材料，往往具有高硬度、高韧性、低密度、高强度和高耐磨性和良好的抗疲劳性能等有一系列优异的综合性能，并期望能在极端环境条件下的高温、高压、高真空、强腐蚀和辐射中具有更好的综合性能[1]。复合材料可分为复合板、复合管、复合棒等。金属复合板是在金属板上覆盖着另一层金属板，并且能达到不降低材料性能使用效果（耐腐蚀性能、机械强度等）的情况下，还能节约资源降低成本。由多种金属材料复合而成的金属多层复合材料的静态力学性能可以得到明显改善[2]。

两种性能不同的金属板通过特殊的加工制备方法复合而成的,与单一金属组元或者金属板材相比,经过合理设计和组合后的层状复合钢板结合了两种不同金属材料中各自的优点,可以获得单一金属材料中所不具有的物理、化学及静态力学性能,大大的节省了稀贵的金属材料,降低了生产成本,金属复合板具有单种金属材料不可比拟的优点。金属复合板材主要应用在防腐、压力容器制造，电建、石化、医药、轻工、汽车等行业[3-4]。复合材料比强度和比刚度高，高温性能好，高弹性模量、耐磨性能好、高热导率和低热膨胀系数，更耐疲劳和更耐磨，阻尼性能好，能组合特定的力学性能[5-8]。

1.1.2复合板材的发展现状

伴随着我国的经济发展的日益壮大，不同类型的新的技术、新的产品的被开发，人们开始对高性能的复合材料有了比往年有了更加渴求的欲望。在自然界中，单一种类的金属物质受到环境的制约而无法无止境的开采或是因为普遍属性欠缺，从而使得它们的运用的领域受到非常大地制约。在这样的条件之下，复合材料的开发、制造和运用愈来愈表现出其独到的方面。这几年，随着新型工艺的开发、新型技术的研究结果从各个厂家踊跃出现，金属复合板材的市场和前景都获得了显著的进步，金属材料的运用规模也开始慢慢地拓宽。1956年美国首先研究出了金属层压复合的三步工艺，就是：表面处理—轧制复合—多层金属复合理论与技术、层状金属复合板生产技术与新型工艺退火强化的处理，这个研究使得双金属室温固相复合获得了迅猛的进展。前苏联针对层压复合材料的研究开始于20世纪30年代，这种研究主要是运用轧制法、铸造法、爆炸法等方式生成铝、钛、钢等金属和其对应合金的复合材料，特别是在冷轧复合这个领域的研究较为深刻。英、法、德等一些发达的国家对于复合材料的钻研也有十分高的水准，在这之中，英国伯明翰大学于20世纪五、六十年代针对固相复合开始了比较专业的研究，获得了非常不错的结论。现在，金属复合材料在世界上许多国家受到了了广泛的欢迎。日本在复合材料的研究方面开始的比较晚，但是随着时间的推移，它们对于复合材料的运用已经发展到了世界级的高度，这几年来已经摇身变成了致力于金属复合研究最多的国家之一了。于20世纪90年代之后，它们对于不锈钢和铝的复合发展上获得了重要的进展，同时也申请了很多项的专利，特别是在阶梯式加热复合和温轧复合领域获得了叹为观止的科研发现。我们国家对于金属层状复合材料的研究的开始是在20世纪60年代初，我国运用的主要生产方式有爆炸复合法[6]、爆炸轧制(冷轧、热轧)复合法、包浇(固-液结合) 、轧制复合法等，却在板的形状、结合的质量方面还是同国外的类似的商品有一定的差距[9]。