鋁合金型材在高速鐵中的作用是什麼?

鋁合金型材在高速鐵中的作用是什麼?最常見的航空航天結構部件由鋁和合金鋼制成。這些材料重量輕、強度高，具有良好的耐熱性和耐腐蝕性。這些財產使其成為飛機和其他高速車輛的理想選擇。然而，它們還需要復雜的擠壓工藝，以確保它們形成長而直的部件。此外，它們需要能夠在生產過程中抵抗變形，以將其強度和耐久性保持在最佳水平。

在數據中，通過LACE(大角度壓縮)實驗研究了由鋁合金EN AW-6082和滲碳淬火鋼20MnCr5組成的共擠壓復合型材的力學財產。然後對所得的剖面進行POT和SCT測試，以確定其結合強度。

POT的結果表明，包層材料在其整個長度上表現出高的結合強度。SCT測得的剪切強度在剖面的早期稍低，但在最後一段顯著增加。這主要是由于鋁和鋼的熱膨脹系數不同，這導致了冷卻過程中的收縮。

這導致在材料之間的界面處形成金屬間相接縫。該節理區由不同灰度的組合組成，表明元素相互擴散，而高原則表明結晶形成。

當比較X5CrNi18-10和EN AW-6082樣品的BSE圖像時，前者的接頭區清晰可見，而後者的EDS測量未顯示該過渡區。通過回歸線的斜率確定合金元素Cr和Ni向鋁中的擴散。這是一個對應于20MnCr5的對應值的值，該值已經向鋁中擴散了0.3μm。

用配備有鎵離子束的場發射掃描電子顯微鏡從兩種材料之間的界面制備薄片。這樣做是為了最小化鋁的更快去除率，並在混合型材中實現均勻形狀的界面。

使用EDS分析，可以在LACE共擠型材的接合區觀察到從鋁到鐵的轉變。此外，可以確定金屬的濃度分布。

從結果中可以看出，鋁合金EN AW-6082和鋼管20MnCr5的包層在整個共擠型材截面中沒有表現出單一的脆性斷裂區域。這是因為材料的不同熱膨脹系數不允許在制造過程中發生脆性斷裂，這將導致在材料之間的界面處形成裂紋。

由此產生的共擠壓復合型材由鋁合金EN AW-6082與20MnCr5硬化鋼管共擠壓而成，其機械財產與之前發布的單個型材相同[18]。此外，在POT和SCT中可以觀察到不同的連接機制。