Si含量对固态钢/液态铝界面反应与界面力学性能的影响

摘要

采用热物理模拟方法研究Si含量对固态钢与液态铝界面反应初始阶段(反应时间<10 s)内金属间化合物的显微组织和生长动力学的影响。同时,通过高频感应加热的方式研究Si添加对钢/铝界面力学性能的影响。结果表明,在界面反应初期,金属间化合物层主要包括η-Fe_(2)Al_(5)和θ-Fe_(4)Al_(13)两相。铝液中添加Si后金属间化合物层的厚度减小。当Al液中含2%Si(质量分数)时,η相的生长仅由扩散过程控制;当铝液中Si含量增至5%或8%时,η相的生长由扩散过程与界面反应共同控制,同时,τ1/τ9-(Al,Si)_(5)Fe_(3)三元相也在η相中形成。随着铝液中Si含量的增加,η相的激活能逐渐减小。界面力学性能结果显示,纯铝与钢形成的接头具有最高的抗拉强度和冲击功。