热处理温度对铝-铝-钢与铝-钛-钢爆炸复合板界面组织与性能的影响

摘要

为评价铝-铝-钢与铝-钛-钢两种爆炸复合板的可靠性,对比了不同热处理温度条件下铝-钢和铝-钛结合界面性能稳定性与组织演变。采用箱式电阻炉对铝-铝-钢和铝-钛-钢两种复合板进行250~550℃保温1 h的热处理,对热处理后的材料进行剪切性能和拉脱性能测试,并借助SEM和HRTEM等手段对界面反应相进行表征。结果表明,铝-钛-钢复合板具有更加优异的耐热稳定性,在热处理温度的影响下,界面性能损伤量更小,损伤速度更慢。铝-铝-钢在450℃以上出现连续层状金属间化合物,其类型为Fe_(2)Al_(5)和Fe_(4)Al_(13);铝-钛-钢在500℃开始出现不连续的Ti-Al金属间化合物,550℃形成连续层状产物,其类型为TiAl_(3)。相同热处理温度条件下,铝-钢界面反应产物厚度远大于铝-钛界面反应产物厚度。同时,对钢-铝和钛-铝界面反应相形成的热力学和动力学进行了分析,发现钛-铝界面比钢-铝界面的反应驱动力更小,扩散反应速率更慢,这可能是铝-钛界面具有更优异组织与性能稳定性的主要原因。