220 工程科学学报，第42卷，第2期 0-Y 2000 (a) 2000 (b) ●-6 岂1500 1500 1000 1000 500 500 20 40 60 20 40 60 80 2M) 2M) (d) 2000 (c) ●-0 2000 1500 1500 1000 500 500 20 % 60 80 0 40 60 80 28队) 2 图5铜铝复合板坯拉剪断裂面的X射线衍射图谐.(）1#试样铜侧断面：(b)1#试样铝侧断面：(c)2#试样铜侧断面：(d)2#试样铝侧断面 Fig.5 X-ray diffraction spectrum of tension-shear fracture of the surface of the Cu-Al composite plate:(a)fracture surface of 1#sample copper side; (b)fracture surface of 1#sample aluminum side;(c)fracture surface of 2#sample copper side;(d)fracture surface of 2#sample aluminum side (a)钢侧断面 b)铝侧断面 20m 图6铜铝复合板坯拉剪断裂面的BSD图 Fig.6 BSD diagram of the tension-shear fracture of the surface of the Cu-Al composite plate 表2图6中各点的能谱成分分析结果 3分析与讨论 Table 2 EDS component analysis of the points in Fig.6 3.1铜铝复合板带断裂机制 编号Cu原子数分数/% A1原子数分数/% 铜铝原子比 从图5、6中可以看出，当铜铝复合板受力发 61.98 38.02 9:4 生断裂时，裂纹主要在(I)层和()层中形成和扩 2 31.27 68.73 1:2 展.这是由于日相和γy相是铜铝复合板成形过程 3 67.01 32.99 9:4 中铜铝原子发生反应形成的金属间化合物，这两 4 33.32 66.68 1:2 种金属间化合物的强度很高，但是几乎没有塑性， 铝等现象，说明当工艺参数为：铜铸造温度为1250℃、 热膨胀系数也和两种基体金属差异较大.所以在 铝液保温温度780℃、铝液导流管长度20mm、拉 受力变形时，0相和Y相很容易发生破裂，导致铜 坯速度60 mm:min和一次冷却水流量为1000Lh 铝复合板发生断裂0.图11为不同拉坯速率下对 时制备的铜铝双金属复合板材的后续加工性能良好 复合层厚度与剥离强度的关系，从图中可以看出，铝等现象，说明当工艺参数为：铜铸造温度为 1250 ℃、 铝液保温温度 780 ℃、铝液导流管长度 20 mm、拉 坯速度 60 mm·min−1 和一次冷却水流量为 1000 L·h−1 时制备的铜铝双金属复合板材的后续加工性能良好. 3    分析与讨论 3.1    铜铝复合板带断裂机制 从图 5、6 中可以看出，当铜铝复合板受力发 生断裂时，裂纹主要在（I）层和（II）层中形成和扩 展. 这是由于 θ 相和 γ 相是铜铝复合板成形过程 中铜铝原子发生反应形成的金属间化合物，这两 种金属间化合物的强度很高，但是几乎没有塑性， 热膨胀系数也和两种基体金属差异较大. 所以在 受力变形时，θ 相和 γ 相很容易发生破裂，导致铜 铝复合板发生断裂[20] . 图 11 为不同拉坯速率下对 复合层厚度与剥离强度的关系，从图中可以看出， θ θ γ θ (a) (b) θ (c) (d) 相对强度 2000 1500 1000 500 20 40 60 80 2θ/(°) 相对强度 2000 1500 1000 500 20 40 60 80 2θ/(°) 相对强度 2000 1500 1000 500 20 40 60 80 2θ/(°) 相对强度 2000 1500 1000 500 20 40 60 80 2θ/(°) 图 5    铜铝复合板坯拉剪断裂面的 X 射线衍射图谱. （a） 1#试样铜侧断面；（b） 1#试样铝侧断面；（c） 2#试样铜侧断面；（d） 2#试样铝侧断面 Fig.5    X-ray diffraction spectrum of tension–shear fracture of the surface of the Cu–Al composite plate: (a) fracture surface of 1# sample copper side; (b) fracture surface of 1# sample aluminum side; (c) fracture surface of 2# sample copper side; (d) fracture surface of 2# sample aluminum side 20 μm 20 μm (a) 铜侧断面 1 2 3 4 裂纹 裂纹 (b) 铝侧断面 图 6    铜铝复合板坯拉剪断裂面的 BSD 图 Fig.6    BSD diagram of the tension–shear fracture of the surface of the Cu–Al composite plate 表 2    图 6 中各点的能谱成分分析结果 Table 2    EDS component analysis of the points in Fig. 6 编号 Cu原子数分数/% Al原子数分数/% 铜铝原子比 1 61.98 38.02 9∶4 2 31.27 68.73 1∶2 3 67.01 32.99 9∶4 4 33.32 66.68 1∶2 · 220 · 工程科学学报，第 42 卷，第 2 期