本书针对层状金属复合材料制备过程中界面连接这一关键问题，以镁/铝合金、铝/镁/铝合金、镁/铜合金、镁/钛合金和镁合金/不锈钢复合板的组元设计、加工制备技术、界面结构调控、性能强化机制和界面连接机理为主线展开，试验表征与数值建模相结合，重点阐释异质材料界面连接过程中的机械塑性形变、物理元素扩散和化学冶金反应行为。此外，本书提出一种新型脉冲电流辅助轧焊层状复合板制备技术，可实现小压下率参数下的镁/铝合金复合板制备，着重介绍界面连接过程中机械啮合、元素扩散和瞬时液相反应的连接机理。
本书可供从事异种金属焊接与连接、层状金属复合材料设计与开发的科研工作者、研究生、工程技术人员和管理人员使用和参考。
着重介绍界面连接过程中机械啮合、元素扩散和瞬时液相反应的连接机理。
随着航空航天、轨道交通、运载装备、国防军事等领域快速发展，以及对材料轻量化、结构功能一体化的综合特性要求不断提升，绿色、轻质、高强的镁基金属复合材料受到极大关注。
镁及镁合金材料作为密度最小的工程用金属结构材料，在机械运载和武器装备轻量化等领域具有极大的潜在应用价值，推广其大规模应用也是实现“双碳”战略目标的有效途径之一。因此，提出以镁合金为基板，将其与各金属板材复合制备成层状金属复合板，以发挥镁合金轻质高强的优势，同时具备覆层金属材料的结构或功能优势，可满足不同服役环境下工程应用的需求。
本书针对层状金属复合板材制备过程中界面连接这一关键问题，围绕复合材料组元设计理念、加工制备技术、界面结构调控与性能强化机制展开系统分析介绍。研究对象涵盖镁/铝合金、镁/钛合金、镁/铜合金、镁合金/不锈钢、铝/镁/铝合金，重点讲述镁基层状金属复合板的爆炸复合、爆炸轧制复合、脉冲电流辅助轧焊层状复合板制备技术及制备过程中的界面连接行为。
本书共9章。第1章概述了层状金属复合板的制备技术及发展趋势，层状金属复合板研究的共性问题，以及层状金属复合板发展的创新思路。第2章讨论镁基层状金属复合板的爆炸焊接制备与数值建模。第3～7章分别探究镁/铝合金、铝/镁/铝合金、镁/铜合金、镁/钛合金、镁合金/不锈钢爆炸焊接复合板的界面连接行为。第8章探讨镁/铝合金爆炸轧制复合板制备及其界面连接行为。第9章介绍脉冲电流辅助镁/铝合金轧焊复合板制备及其界面连接行为。
本书的出版得到了国家自然科学基金青年项目(51805359)和国家自然科学基金面上项目(52075360和51375328)的资助，得到了作者所在研究团队的大力支持和帮助。在此感谢太原理工大学先进成形与智能装备研究院、太原理工大学机械与运载工程学院、太原理工大学材料科学与工程学院的王文先教授团队和曹晓卿教授团队，以及向相关研究中提供爆炸焊接实验支持的太钢复合材料厂范述宁高工，同时真诚感谢在本书出版过程中对笔者提供帮助和支持的相关单位和个人。
由于作者水平有限，书中疏漏及不妥之处在所难免，敬请读者批评指正!
张婷婷
高等院校教师
前言
第1章概述1
1.1层状金属复合板的制备技术及发展
趋势1
1.1.1层状金属复合材料的发展历程1
1.1.2层状金属复合板的制备技术2
1.1.3镁基层状复合板的研究现状6
1.2层状金属复合板研究的共性问题6
1.2.1层状金属复合板设计的关键7
1.2.2层状金属复合板界面的连接
理论8
1.2.3层状金属复合板界面连接行为的
试验表征9
1.2.4层状金属复合板界面连接行为的
数值建模10
1.3层状金属复合板发展的创新思路11
1.3.1基于结构功能复合板的组元
设计12
1.3.2基于复合板连接界面的结构
调控12
1.3.3基于外加能场辅助加工的制备
技术12
参考文献12
第2章镁基层状金属复合板的爆炸
焊接制备与数值建模14
2.1引言14
2.2爆炸焊接复合板的研究现状14
2.2.1爆炸焊接的发展特点14
2.2.2爆炸焊接复合的共性问题17
2.3爆炸焊接装配形式18
2.4爆炸焊接的关键技术参数19
2.5爆炸焊接窗口20
2.5.1爆炸焊接窗口修正20
2.5.2铝/镁合金爆炸焊接窗口22
2.6爆炸焊接复合的特点23
2.6.1材料组合多样性23
2.6.2动态冲击特性23
2.6.3碰撞区的特性24
2.6.4界面等离子体24
2.6.5波形界面形貌特征24
2.7爆炸焊接复合的有限元建模25
2.7.1有限元模型的选择25
2.7.2镁/铝合金爆炸复合的本构方程及
参数26
2.8本章小结26
参考文献26
第3章镁/铝合金爆炸焊接复合板的
界面连接行为30
3.1引言30
3.2复合板的宏观形貌特征30
3.3复合板连接界面形貌特征31
3.3.1沿爆炸焊接方向连接界面的形貌
特征31
3.3.2连接界面的几种典型形貌特征33
3.3.3波形界面的形成机理35
3.3.4影响波形界面的因素39
3.4复合板连接界面的漩涡结构特征41
3.4.1漩涡结构界面形貌特征41
3.4.2漩涡结构内物相组成41
3.4.3漩涡结构内组织形貌43
3.4.4局部熔化区组织结构43
3.5基体中绝热剪切带特征及形成机理45
3.5.1绝热剪切带的组织特征45
3.5.2绝热剪切带的形成过程46
3.5.3绝热剪切带的影响因素50
3.5.4绝热剪切带的微纳力学行为52
3.6近界面基体组织演变特征53
3.6.1镁合金侧近界面组织演变53
3.6.2铝合金侧近界面组织演变62
3.7复合板连接界面的接合机理64
3.7.1复合板连接界面的扩散反应
连接64
3.7.2复合板连接界面的塑性形变
啮合72
3.7.3复合板连接界面的冶金熔化
连接行为74
3.8复合板连接界面的静载力学性能78
3.8.1复合板连接界面微区硬度分布78
3.8.2复合板连接界面压剪强度79
3.8.3复合板连接界面拉剪强度81
3.9焊后热处理复合板组织性能84
3.9.1复合板的退火工艺84
3.9.2退火态复合板的连接界面特征84
3.9.3退火态复合板的组织特征86
3.9.4退火态复合板的力学性能88
3.10本章小结93
参考文献95
镁基层状金属复合板制备及其界面连接行为目录第4章铝/镁/铝合金爆炸焊接复合板
的界面连接行为100
4.1引言100
4.2复合板的制备工艺100
4.3复合板的宏观形貌特征101
4.4复合板的边裂现象及原因102
4.4.1爆炸焊接过程中的应力波
作用102
4.4.2应力波作用下的反射断裂
现象104
4.4.3应力波影响的数值模拟研究105
4.5复合板连接界面的形貌特征109
4.6复合板的力学性能110
4.6.1复合板显微硬度分布110
4.6.2复合板连接界面结合强度111
4.7本章小结112
参考文献113
第5章镁/铜合金爆炸焊接复合板的
界面连接行为114
5.1引言114
5.2复合板的制备工艺与数值建模114
5.2.1制备工艺114
5.2.2数值建模115
5.3复合板连接界面形貌特征116
5.4复合板连接界面物相组成118
5.5近界面基体组织演变特征120
5.6复合板连接界面的接合机理122
5.7复合板的力学性能123
5.7.1复合板连接界面微区性能123
5.7.2复合板连接界面结合强度124
5.8本章小结125
参考文献125
第6章镁/钛合金爆炸焊接复合板
的界面连接行为127
6.1引言127
6.2复合板宏观形貌特征127
6.3复合板连接界面微观组织128
6.4复合板的力学性能130
6.4.1复合板连接界面压剪强度130
6.4.2复合板拉伸性能131
6.4.3复合板弯曲性能132
6.4.4复合板冲击韧性133
6.4.5复合板显微硬度分布134
6.5焊后热处理复合板组织性能136
6.5.1热处理态复合板连接界面组织
成分136
6.5.2热处理态复合板连接界面硬度
分布139
6.6铝过渡层镁/钛合金复合板形貌
特征139
6.6.1复合板宏观形貌特征139
6.6.2复合板连接界面形貌特征140
6.6.3复合板连接界面元素扩散
行为141
6.7铝过渡层镁/钛合金复合板力学
性能142
6.7.1复合板显微硬度142
6.7.2复合板连接界面剪切强度143
6.7.3复合板拉伸性能145
6.7.4复合板弯曲性能146
6.8本章小结147
参考文献148
第7章镁合金/不锈钢爆炸焊接复合
板的界面连接行为150
7.1引言150
7.2复合板的制备工艺150
7.3复合板连接界面结构特征151
7.3.1复合板连接界面结构形貌151
7.3.2复合板连接界面组织物相153
7.4近界面基体组织演变特征155
7.5复合板连接界面的接合机理156
7.6复合板的力学性能158
7.6.1复合板连接界面微区性能158
7.6.2复合板拉伸性能159
7.7本章小结160
参考文献161
第8章镁/铝合金爆炸轧制复合板
制备及其界面连接行为162
8.1
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