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74 工程科学学报,第43卷,第1期 LMCs往往是为了满足特定的性能而设计,如 [5]Sherby O D,Wadsworth J.Ultrahigh carbon steels,Damascus 强度与塑性的结合、强度与耐蚀性的结合、高温 steels,and superplasticity//The 9th International Metallurgical and 强度与抗氧化能力的结合、强度与模量的结合等 Materials Congress.Istanbul,1997 [6] Hertzberg R W.Deformation and Fracture Mechanics of 等.但一直以来,LMCs的设计都是根据经验选 Engineering Materials.2nd Ed.New York:Wiley,1983 材,然后实验验证,缺乏有效的理论依据.Cohades [7] Saito Y,Utsunomiya H,Tsuji N,et al.Novel ultra-high straining 等报道了具有拉伸延性的LMCs的设计准则, process for bulk materials-development of the accumulative roll 他们通过理论计算发现,根据混合物的等应变规 bonding (ARB)process.Acta Mater,1999,47(2):579 则,应变和应变速率敏感性材料构成的复合材料 [8] Wang J,Lei Y.Liu X H,et al.Microstructure and properties of 的延伸率可以通过仅与成分材料应变强化系数 Cu-Al-laminated composites fabricated via formation of a horiz n、应变速率敏感性系数m以及强度常数K有关 ontal continuous casting composite.ChinJEng,2020,42(2):216 (王君,雷宇,刘新华,等.水平连铸复合成形铜铝层状复合材料 指出可以采用n、m、K3个参数对由应变敏感材 的组织与性能.工程科学学报,2020,42(2):216) 料和应变速率敏感材料构成的LMCs的拉伸延伸 [9] Mo T Q,Chen Z J,Li B X,et al.Tailoring of interface structure 率进行有效预测.虽然该准则对于应变强化和应 and mechanical properties in ARBed 1100/7075 laminated 变速率强化不敏感的材料预测误差较大,但该研 composites by cold rolling.Mater Sci Eng A,2019,755:97 究对于LMCs材料的设计具有里程碑式的意义 [10]Gong S,Li Z,Xiao Z,er al.Research on preparation of metallic 此外,对于其他性能要求的LMCs的设计理论依 composite with explosive welding.Mater Rev,2007,21(Spec): 249 据还未见报道,该领域还有很大的发展空间 (龚深,李周,肖柱,等.爆炸焊接法制备金属复合材料的研究 模拟是近几年的研究热点,尽管目前关于LMCs 材料导报,2007,21(专辑249) 材料性能的模拟效果并不理想,但却有很大的发 [11]Chen J,Tong J G,Ren X P.Bonding behavior of 25Cr5MoA/ 展前景.若能通过模拟的手段较为准确地预测轧 Q235 hot rolled clad plates.J Univ Sci Technol Beijing,2007, 制过程中不同材料的变形状态,便可以在最短的 29(10:985 时间获得最佳的轧制变形量,提高轧制复合板的 (陈靖,佟建国,任学平.25Cr5MoA/Q235钢复合板的结合性能 北京科技大学学报,2007,29(10):985) 综合性能 [12]Qin Q,Deng J C,Zang Y,et al.Factors influencing the combined 关于制备LMCs的新技术,增材制造技术具有 performance of hot-rolled bimetallic composite plates prepared via 非常大的潜力.一方面“增材”的特征给了LMCs hot compression.Chin J Eng,2018,40(4):469 更多的设计性和可塑性,参数的改变可以很好地 (秦勤,邓俊超,碱勇,等.热压316LQ345R复合板的结合性能 对组织、性能进行调控;另一方面,增材制造技术 工程科学学报,2018.40(4):469) 设备简单,生产周期短,成本相对较低,既可实现 [13]Zhu H F,Sun W,Kong F T,et al.Interfacial characteristics and 批量生产,也可用于定制化生产 mechanical properties of TiAl/Ti6Al4V laminate composite (LMC)fabricated by vacuum hot pressing.Mater Sci Eng A,2019, 参考文献 742:704 [14]Elias L,Hegde A C.Electrodeposition of laminar coatings of Ni- [1]Liu XT,Zhang TA.Cui JZ.Technology of clad metal production W alloy and their corrosion behaviour.Surf Coat Technol,2015, and its latest progress.Mater Rev,2002,16(7):41 283:61 (刘晓涛,张廷安,崔建忠.层状金属复合材料生产工艺及其新 [15]Meng X J.Present status and developmental direction for manu- 进展.材料导报,2002,16(7):41) facturing technique of laminar composite metal.CFH/Technol, [2]Tian G M,Li X M,Zhao Y Q,et al.Research status of processing 2009(6):7 technology of laminated metal composite.Mater China,2013(11): (孟宪静.层状金属复合材料制备技术现状及发展方向,一重技 696 术,2009(6):7) (田广民,李选明,赵永庆,等.层状金属复合材料加工技术研究 [16]Han G,Jiang X B,Cheng F,et al.Research on explosive welding 现状.中国材料进展,2013(11):696) of magnesium alloy laminated composites.Eng Blast,2018. [3]Wadsworth J,Lesuer D R.Ancient and modern laminated 24(4):71 composites-from the Great Pyramid of Gizeh to Y2K.Mater (韩刚,蒋晓博,程飞,等.镁合金层状复合材料的爆炸焊接研究 Charact,2000,45(4-5:289 工程爆破,2018,24(4):71) [4]Wright P K,Snow D A,Tay C K.Interfacial conditions and bond [17]Wang H,Li X F,Zhang Y,et al.Development and applications of strength in cold pressure welding by rolling.Met Technol,1978 explosive welding layered composite materials at home and 5(1:24 abroad.China Tit Ind,2017(1):16LMCs 往往是为了满足特定的性能而设计,如 强度与塑性的结合、强度与耐蚀性的结合、高温 强度与抗氧化能力的结合、强度与模量的结合等 等. 但一直以来,LMCs 的设计都是根据经验选 材,然后实验验证,缺乏有效的理论依据. Cohades 等[48] 报道了具有拉伸延性的 LMCs 的设计准则, 他们通过理论计算发现,根据混合物的等应变规 则,应变和应变速率敏感性材料构成的复合材料 的延伸率可以通过仅与成分材料应变强化系数 n、应变速率敏感性系数 m 以及强度常数 K 有关. 指出可以采用 n、m、K 3 个参数对由应变敏感材 料和应变速率敏感材料构成的 LMCs 的拉伸延伸 率进行有效预测. 虽然该准则对于应变强化和应 变速率强化不敏感的材料预测误差较大,但该研 究对于 LMCs 材料的设计具有里程碑式的意义. 此外,对于其他性能要求的 LMCs 的设计理论依 据还未见报道,该领域还有很大的发展空间. 模拟是近几年的研究热点,尽管目前关于 LMCs 材料性能的模拟效果并不理想,但却有很大的发 展前景. 若能通过模拟的手段较为准确地预测轧 制过程中不同材料的变形状态,便可以在最短的 时间获得最佳的轧制变形量,提高轧制复合板的 综合性能. 关于制备 LMCs 的新技术,增材制造技术具有 非常大的潜力. 一方面“增材”的特征给了 LMCs 更多的设计性和可塑性,参数的改变可以很好地 对组织、性能进行调控;另一方面,增材制造技术 设备简单,生产周期短,成本相对较低,既可实现 批量生产,也可用于定制化生产. 参    考    文    献 Liu X T, Zhang T A, Cui J Z. Technology of clad metal production and its latest progress. Mater Rev, 2002, 16(7): 41 (刘晓涛, 张廷安, 崔建忠. 层状金属复合材料生产工艺及其新 进展. 材料导报, 2002, 16(7):41) [1] Tian G M, Li X M, Zhao Y Q, et al. Research status of processing technology of laminated metal composite. Mater China, 2013(11): 696 (田广民, 李选明, 赵永庆, 等. 层状金属复合材料加工技术研究 现状. 中国材料进展, 2013(11):696) [2] Wadsworth  J,  Lesuer  D  R.  Ancient  and  modern  laminated composites —from  the  Great  Pyramid  of  Gizeh  to  Y2K. Mater Charact, 2000, 45(4-5): 289 [3] Wright P K, Snow D A, Tay C K. Interfacial conditions and bond strength  in  cold  pressure  welding  by  rolling. Met Technol,  1978, 5(1): 24 [4] Sherby  O  D,  Wadsworth  J.  Ultrahigh  carbon  steels,  Damascus steels, and superplasticity//The 9th International Metallurgical and Materials Congress. Istanbul, 1997 [5] Hertzberg  R  W. Deformation and Fracture Mechanics of Engineering Materials. 2nd Ed. New York: Wiley, 1983 [6] Saito Y, Utsunomiya H, Tsuji N, et al. Novel ultra-high straining process for bulk materials—development of the accumulative roll￾bonding (ARB) process. Acta Mater, 1999, 47(2): 579 [7] Wang  J,  Lei  Y,  Liu  X  H,  et  al.  Microstructure  and  properties  of Cu–Al–laminated composites fabricated via formation of a horiz￾ontal continuous casting composite. Chin J Eng, 2020, 42(2): 216 (王珺, 雷宇, 刘新华, 等. 水平连铸复合成形铜铝层状复合材料 的组织与性能. 工程科学学报, 2020, 42(2):216) [8] Mo T Q, Chen Z J, Li B X, et al. Tailoring of interface structure and  mechanical  properties  in  ARBed  1100/  7075  laminated composites by cold rolling. Mater Sci Eng A, 2019, 755: 97 [9] Gong S, Li Z, Xiao Z, er al. Research on preparation of metallic composite  with  explosive  welding. Mater Rev,  2007,  21(Spec): 249 (龚深, 李周, 肖柱, 等. 爆炸焊接法制备金属复合材料的研究. 材料导报, 2007, 21(专辑): 249) [10] Chen  J,  Tong  J  G,  Ren  X  P.  Bonding  behavior  of  25Cr5MoA/ Q235  hot  rolled  clad  plates. J Univ Sci Technol Beijing,  2007, 29(10): 985 (陈靖, 佟建国, 任学平. 25Cr5MoA/Q235钢复合板的结合性能. 北京科技大学学报, 2007, 29(10):985) [11] Qin Q, Deng J C, Zang Y, et al. Factors influencing the combined performance of hot-rolled bimetallic composite plates prepared via hot compression. Chin J Eng, 2018, 40(4): 469 (秦勤, 邓俊超, 臧勇, 等. 热压316L/Q345R复合板的结合性能. 工程科学学报, 2018, 40(4):469) [12] Zhu H F, Sun W, Kong F T, et al. Interfacial characteristics and mechanical  properties  of  TiAl/Ti6Al4V  laminate  composite (LMC) fabricated by vacuum hot pressing. Mater Sci Eng A, 2019, 742: 704 [13] Elias L, Hegde A C. Electrodeposition of laminar coatings of Ni￾W  alloy  and  their  corrosion  behaviour. Surf Coat Technol,  2015, 283: 61 [14] Meng  X  J.  Present  status  and  developmental  direction  for  manu￾facturing  technique  of  laminar  composite  metal. CFHI Technol, 2009(6): 7 (孟宪静. 层状金属复合材料制备技术现状及发展方向. 一重技 术, 2009(6):7) [15] Han G, Jiang X B, Cheng F, et al. Research on explosive welding of  magnesium  alloy  laminated  composites. Eng Blast,  2018, 24(4): 71 (韩刚, 蒋晓博, 程飞, 等. 镁合金层状复合材料的爆炸焊接研究. 工程爆破, 2018, 24(4):71) [16] Wang H, Li X F, Zhang Y, et al. Development and applications of explosive  welding  layered  composite  materials  at  home  and abroad. China Tit Ind, 2017(1): 16 [17] · 74 · 工程科学学报,第 43 卷,第 1 期
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