626 工程科学学报，第42卷，第5期 宏观的复合板结合强度变化规律与微观的断口形 最低：压下率为62%时，复合板拉剪实验在镁基 貌差异是完全对应的，在断口7075侧进行元素点 体侧产生断裂，说明冶金结合使得复合板界面处 扫描，结果如表2所示.当压下率为40%时，点扫 的剪切强度超过了镁基体的剪切强度，此时复合 结果铝元素占绝大多数，存在少量镁元素：压下率 板的结合强度最高：70%压下率时，复合板拉剪实 为62%时，发现镁元素占绝大多数，存在极少量铝 验局部在镁基体侧产生断裂，此时镁基体已经产 元素；70%压下率时，铝镁元素各占一部分.对拉 生了裂缝，力学性能明显降低，因此铝镁复合板 剪断口7075侧进行元素面扫描，图9所示为350℃ 在62%压下率时的结合强度反而高于70%时的 轧制温度下不同压下率7075侧断口的面扫图像 强度 当压下率为40%时，7075侧粘有少量AZ31B;压 下率为62%时，面扫结果全部呈现Mg元素，说明 表2元素点扫描测定A1和Mg的元素含量（质量分数） 该试样的拉剪实验在AZ31B基体侧产生断裂； Table 2 Contents of Al and Mg determined by elemental point scanning % 70%压下率时，A1、Mg元素各占一部分，呈片状分 Element Point 1 Point 2 Point 3 Point 4 Point 5 Point 6 布，说明该试样的拉剪实验局部在AZ31B基体 Al 91.2 78.2 2.3 4.7 66.5 39.9 侧产生断裂.当压下率较小时，铝镁复合板拉剪 Mg 8.8 21.8 97.7 95.3 33.5 60.1 实验在界面处产生断裂，此时复合板的结合强度 (a) (b) (c) 50m 50 um 50m 图9复合板350℃不同压下率下7075侧断口的面扫描图.(a)40%:(b)62%:(c)70% Fig.9 EDS mapping images of the 7075 side for composite plates at 350 C under different reduction rates:(a)40%;(b)62%;(c)70% 3结论 参考文献 [1]Dai J,Huang J,Li Z G,et al.Effects of heat input on (1)压下率较小时，7075/AZ31B复合板的结合 microstructure and mechanical properties of laser-welded Mg-rare 强度随压下率的增加而升高，这是由镁合金近界 earth alloy.J Mater Eng Perform,2013,22(1):64 面晶粒细化和元素扩散变宽决定的. [2]Chen Z H.Deformed Magnesium Alloy.Beijing:Chemical (2)压下率较大时，7075/AZ31B复合板的结合 Industry Press,2005 强度随压下率的增加而降低，镁基体晶粒尺寸变 (陈振华.变形镁合金.北京：化学工业出版社，2005) 大和镁基体近界面处出现裂缝导致复合板在压下 [3]Kojima Y,Kamado S.Fundamental magnesium researches in 率过大时(>60%)结合强度反而呈降低趋势 Japan.Mater Sci Forum,2005,488-489:9 [4] Baghni I M.Wu Y S.Li JQ,et al.Mechanical properties and (3)在相同轧制温度下，7075/AZ31B复合板的 potential applications of magnesium alloys.Trans Nonferrous Mer 结合强度均随压下率的增加先升高后降低.在 Soc China,.2003,13(6):1253 40%压下率以下，不同温度下复合板结合强度都 [5]Schlogl C M,Planitzer C,Harrer O,et al.Production and 很低.在44%~55%时，结合强度较高，并且提高 formability of roll bounded magnesium(AZ31)-aluminium(1050) 轧制温度可以明显提高结合强度，当压下率超过 composites.BHM-Berg und Huttenmannische Monatshefie,2011, 60%,温度对结合强度的影响变小.提高轧制温度 156(7):249 复合板结合强度的峰值由较大压下率处提前到较 [6]Ikpi M E,Dong J H,Ke W.Effect of cadmium addition on the 小压下率处，减小对轧机的能力需求 galvanic corrosion of AM60 magnesium alloy in 0.1 M sodium chloride solution.Solid State Phenomena,2015,227:71 (4)当7075/AZ31B复合板的结合强度较大时， [7]Fang D Q.Ma N,Cai K L.et al.Age hardening behaviors, 拉剪断口存在大量韧窝，断裂面主要呈现韧性断裂 mechanical and corrosion properties of deformed Mg-Mn-Sn 特征，断裂发生在镁基体侧；结合强度较小时，断 sheets by pre-rolled treatment.Mater Des,2014,54:72 裂面主要呈现脆性断裂特征，断裂发生在界面处 [8]Hutsch LL,Hutsch J,Herzberg K,et al.Increased room宏观的复合板结合强度变化规律与微观的断口形 貌差异是完全对应的. 在断口 7075 侧进行元素点 扫描，结果如表 2 所示. 当压下率为 40% 时，点扫 结果铝元素占绝大多数，存在少量镁元素；压下率 为 62% 时，发现镁元素占绝大多数，存在极少量铝 元素；70% 压下率时，铝镁元素各占一部分. 对拉 剪断口 7075 侧进行元素面扫描，图 9 所示为 350 ℃ 轧制温度下不同压下率 7075 侧断口的面扫图像. 当压下率为 40% 时 ，7075 侧粘有少量 AZ31B；压 下率为 62% 时，面扫结果全部呈现 Mg 元素，说明 该试样的拉剪实验在 AZ31B 基体侧产生断裂 ； 70% 压下率时，Al、Mg 元素各占一部分，呈片状分 布，说明该试样的拉剪实验局部在 AZ31B 基体 侧产生断裂. 当压下率较小时，铝/镁复合板拉剪 实验在界面处产生断裂，此时复合板的结合强度 最低；压下率为 62% 时，复合板拉剪实验在镁基 体侧产生断裂，说明冶金结合使得复合板界面处 的剪切强度超过了镁基体的剪切强度，此时复合 板的结合强度最高；70% 压下率时，复合板拉剪实 验局部在镁基体侧产生断裂，此时镁基体已经产 生了裂缝，力学性能明显降低，因此铝/镁复合板 在 62% 压下率时的结合强度反而高于 70% 时的 强度. 3    结论 （1）压下率较小时，7075/AZ31B 复合板的结合 强度随压下率的增加而升高，这是由镁合金近界 面晶粒细化和元素扩散变宽决定的. （2）压下率较大时，7075/AZ31B 复合板的结合 强度随压下率的增加而降低，镁基体晶粒尺寸变 大和镁基体近界面处出现裂缝导致复合板在压下 率过大时（>60%）结合强度反而呈降低趋势. （3）在相同轧制温度下，7075/AZ31B 复合板的 结合强度均随压下率的增加先升高后降低. 在 40% 压下率以下，不同温度下复合板结合强度都 很低. 在 44%～55% 时，结合强度较高，并且提高 轧制温度可以明显提高结合强度. 当压下率超过 60%，温度对结合强度的影响变小. 提高轧制温度 复合板结合强度的峰值由较大压下率处提前到较 小压下率处，减小对轧机的能力需求. （4）当 7075/AZ31B 复合板的结合强度较大时， 拉剪断口存在大量韧窝，断裂面主要呈现韧性断裂 特征，断裂发生在镁基体侧；结合强度较小时，断 裂面主要呈现脆性断裂特征，断裂发生在界面处. 参    考    文    献 Dai  J,  Huang  J,  Li  Z  G,  et  al.  Effects  of  heat  input  on microstructure and mechanical properties of laser-welded Mg-rare earth alloy. J Mater Eng Perform, 2013, 22（1）: 64 [1] Chen  Z  H. Deformed Magnesium Alloy.  Beijing:  Chemical Industry Press, 2005 （陈振华. 变形镁合金. 北京: 化学工业出版社, 2005） [2] Kojima  Y,  Kamado  S.  Fundamental  magnesium  researches  in Japan. Mater Sci Forum, 2005, 488-489: 9 [3] Baghni  I  M,  Wu  Y  S,  Li  J  Q,  et  al.  Mechanical  properties  and potential applications of magnesium alloys. Trans Nonferrous Met Soc China, 2003, 13（6）: 1253 [4] Schlögl  C  M,  Planitzer  C,  Harrer  O,  et  al.  Production  and formability of roll bounded magnesium (AZ31)-aluminium (1050)- composites. BHM-Berg und Huttenmannische Monatshefte, 2011, 156（7）: 249 [5] Ikpi  M  E,  Dong  J  H,  Ke  W.  Effect  of  cadmium  addition  on  the galvanic  corrosion  of  AM60  magnesium  alloy  in  0.1  M  sodium chloride solution. Solid State Phenomena, 2015, 227: 71 [6] Fang  D  Q,  Ma  N,  Cai  K  L,  et  al.  Age  hardening  behaviors, mechanical  and  corrosion  properties  of  deformed  Mg –Mn –Sn sheets by pre-rolled treatment. Mater Des, 2014, 54: 72 [7] [8] Hütsch  L  L,  Hütsch  J,  Herzberg  K,  et  al.  Increased  room 表 2    元素点扫描测定 Al 和 Mg 的元素含量（质量分数） Table 2    Contents of Al and Mg determined by elemental point scanning % Element Point 1 Point 2 Point 3 Point 4 Point 5 Point 6 Al 91.2 78.2 2.3 4.7 66.5 39.9 Mg 8.8 21.8 97.7 95.3 33.5 60.1 50 μm (a) Mg Al 50 μm (b) 50 μm (c) 图 9    复合板 350 ℃ 不同压下率下 7075 侧断口的面扫描图. （a） 40%；（b） 62%；（c） 70% Fig.9    EDS mapping images of the 7075 side for composite plates at 350 ℃ under different reduction rates: (a) 40%; (b) 62%; (c) 70% · 626 · 工程科学学报，第 42 卷，第 5 期