铜钢双金属复合材料的制备及其界面研究.pdf

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1、论文题目:铜/钢双金属复合材料的制备及其界面研究130852040135作者：*太正专业(领域)材料工程独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得沈阳大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名:iHi日期:关于论文制授权的说明本人完全了解沈阳大学有关保留、使用学位论文的规定，即

2、：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遂循此规定）签名:张紅导师签名日期：沈阳大学硕士学位论文铜/钢双金属复合材料的制备及其界面研究论文题目：作者：_______________张太正__________指导教师：朱丽娟教授单位：沈阳大学协助指导教师：刘越教授单位：东北大学单位：论文答辩日期：2015年06月19日学位授予单位：沈阳大学AMaster’sThesisinMaterialsEngine

3、eringResearchonPreparationandInterfaceofCopper/steelBimetalCompositeMaterialByZhangTaizhengSupervisor：ProfessorZhuLijuanSchoolofMechanicalEngineeringShenyangUniversityJune19,2015摘要随着科学技术的发展，众多行业对金属材料综合性能的要求越来越高。综合考虑经济和性能两方面的因素，单一材料已达不到实际的使用要求。铜具有优异的延展性、减摩性和导

4、电、导热性能，但是随着近年来铜资源的大量开发利用其价格逐年升高；而钢材价格便宜且具有较高的强度，采用铜/钢双金属复合材料替代单一的纯铜或铜合金是很好的选择。铜/钢双金属复合材料节约了大量的贵金属铜，大幅度地降低了成本，并且充分发挥了铜优异的减摩性和钢强度高的性能，提高了铜/钢复合工件的综合力学性能，具有很好的经济效益和广泛的应用范围，同时也符合建设资源节约型发展方向。论文对目前铜/钢双金属复合工艺的研究进展进行了阐述，归纳总结了铜/钢双金属复合制备关键技术。采用真空扩散焊接工艺制备铜/钢双金属复合材料，通过对真

5、空扩散焊工艺参数进行优化试验，以获得最佳工艺参数。在扩散温度分别为1080℃、1120℃、1130℃、1135℃和保温时间分别为0.5h、1h、1.5h的条件下，采用真空扩散焊工艺方法制备了铜/钢双金属复合材料，借助于光学显微镜（OM）和扫描电镜（SEM）进行观察研究了不同扩散温度和保温时间对铜/钢双金属复合板结合界面微观结构、元素分布以及扩散机制的影响。结果表明：（1）采用真空扩散焊工艺，可以成功地将铜和钢焊接在一起，界面结合良好，无裂纹、孔洞等缺陷，并且在复合界面处形成了一定厚度的扩散层，从而获得质量最优的

6、铜/钢双金属试样。（2）随着温度的升高，复合界面处的缝隙和孔洞开始逐渐地减少直至消失，结合面积不断地增大。（3）在扩散温度和保温时间相同的条件下，Fe元素向铜基体侧扩散的距离比Cu元素向钢基体侧扩散的距离要大。当扩散温度1135℃，保温1h时，Cu、Fe元素扩散到对方基体侧的距离分别为2.2μm、1.8μm。I沈阳大学硕士学位论文（4）真空扩散焊制备铜/钢双金属复合板的最佳工艺参数为：扩散温度1135℃，保温时间1h；得到的扩散层厚度约为2.2μm。关键词：铜/钢双金属，真空扩散焊，复合界面，扩散机制ⅡRese

7、archonPreparationandInterfaceofCopper/steelBimetalCompositeMaterialAbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnology,manyindustriesforthecomprehensiveperformanceofmetalmaterialshavebecomeincreasinglydemanding.Consideringthetwoaspectsofeconomyandperformance,si

8、nglematerialcannotreachtheactualrequirements.Copperhasexcellentductility,reducefrictionandthermalconductivity,butwiththedevelopmentandutilizationofcopperresourcesinrecentyears,copperpricesincrea