3.4.1 在5mm铝板上双丝堆焊Fe-Al合金层的试验 12

3.4.2  在5mm铝板上堆焊过渡层，在过渡层上双丝堆焊Fe-Al合金层试验 13

3.4.3 在10mm铝板上堆焊过渡层，在过渡层上双丝堆焊Fe-Al合金层试验 15

4 堆焊层组织分析及性能测试 19

4.1 堆焊层组织分析 19

4.1.1堆焊层宏观组织 19

4.1.2堆焊层微观组织 19

4.2 硬度测试 20

结  论 22

致  谢 23

参 考 文 献 24

1  引言

1.1  选题的意义及应用背景

现代机器制造业最迫切的问题之一是在提高结构和设备工作技术性能和可靠性，同时，降低金属消耗量，随着国民经济的迅速发展和科学技术的不断进步，新结构，新设备层出不穷，新材料，新工艺的应用日益广泛，对零部件的性能提出了更高的要求，如硬度、耐磨性、耐蚀性等多方面的性能。在有些情况下，任何一种金属材料都不可能完全满足使用要求，或者即使某种金属比较理想，也往往由于十分稀贵，不能在工程中普遍应用。现代焊接技术的发展已经可以将不同性能的材料焊接成复合零部件，既能满足各种性能要求，又可节约各种贵重材料，降低成本。文献综述

金属间化合物因具有优异的耐高温、抗氧化、耐磨损等优良特性而受到材料界的青睐，与传统的金属材料相比，有其特有的物理和机械性能[1]。其中 Fe-Al金属间化合物具有比重小、弹性模量高、抗氧化、耐热腐蚀等一系列性能特征，对于在使用条件苛刻的环境中运行的机械设备，将是一种理想的结构材料。早在20世纪30年代，Fe-Al金属间化合物就因其独特的性能特点引起了人们浓厚的兴趣[2]，希望其成为航空航天、交通运输、化工、机械等许多工业部门重要的结构材料。20世纪80-90年代，以美国橡树岭国家实验室为代表的国内外研究机构对Fe-Al金属间化合物室温脆性本质和室温塑性的提高开展了大量深入的研究，取得了一定的研究成果。近年来， 在汽车工业生产中，采用“钢+铝”双金属焊接结构成为汽车轻量化的首选方案，这必然应用到铝和钢两种材料之间的连接[ 3-9]。为了充分发挥材料的固有性能和减轻结构重量，合理充分利用资源，将铝及铝合金与钢焊接成为异种金属结构，具有独特的优势和良好的经济效益。然而，汽车轻量化必然涉及到Fe-Al合金的制备，而Fe-Al合金的制备一直是材料领域的热点问题和难点问题，Fe-Al合金的主要问题是两者之间的的固溶度较低、热物理性能差异较大，并且两者极易反应生成脆性的金属间化合物，这种脆性的金属间化合物极大地降低了焊接接头的力学性能[ 10 -11]。

在工业生产中，焊接是非常重要的工艺方法，由于诸多因素如焊接质量的稳定性、操作的安全性及经济性等，促进了焊接过程自动化的发展。而铁铝的焊接由于焊接性的问题，其进展不大，通过双丝焊的实验研究铁铝合金也是一种有效途径。

1.2  Fe-Al金属间化合物的研究现状

1.2.1  Fe-Al金属间化合物现状及发展

1.2.2 Fe-Al金属间化合物制备与分析

1.3  钢与铝的焊接性

铝与铁的物理性能相差很大，焊接过程中铝和钢的接头处会产生很大的热应力，增加裂纹倾向。钢与铝焊接时，由于Fe在固态Al中的溶解度极小，室温时，Fe几乎不溶于Al，所以冷却过程中会产生FeAl3，并且随着Fe含量的增加，还会出现Fe2Al、Fe2Al7、Fe2Al5、FeAl2等脆性金属间化合物，降低接头的塑韧性。