界面附近的显微硬度:
球墨铸铁与不锈钢结合界面附近的显微硬度分布如图3所示.距界面100 m以外的球墨铸铁和不锈钢的显微硬度与扩散退火时间无关,为一定值.随扩散时间的延长,界面处显微硬度提高,这与上述组织变化基本一一致。
界面结合强度:
对1 050℃温度下1 h、2 h、4 h扩散退火试样,进行了界面剪切强度试验,结果见图4.作为对比, 日本工业标准JIs规定的不锈钢/球墨铸铁复合试样剪切强度值 “ 可以看出,本研究中不锈钢/球墨铸铁复合管的界面剪切强度,在1 050℃ 一1 h扩散退火后,约为420 MPa,1 050 oC一4 h扩散退火后,约为520 MPa,均大大超过JIS规定的200 MPa的剪切强度值.
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界面复合过程分析:
在异种金属固相扩散复合中,在压力和温度的共同作用下,界面将经历不同的变化阶段,每个阶段对界面的结合强度都有很大的影响.文献[12]认为,固相扩散复合过程大致可以分为三个阶段.阶段是物理接触的形成阶段,也就是被复合材料的原子依靠塑性变形,在整个界面上相互接近到能够引起物理作用的距离.这时,位错消失而使塑性材料的接触表面激活,形成弱化学键的条件.第二阶段使接触表面激活,形成激活中心,然后在界面两侧之间产生物理和化学的相互作用,最后形成化学键,所以也称化学相互作用阶段.已经使物理接触面实现化学结合后,金属材料通过结合面向四周扩散的阶段叫第三阶段.在国外文献中,通常也称为“体”的相互作用阶段.在这一阶段,既要在接触面上形成牢固的化学键(结合),又要从接触的“面”发展到“体”,并最终实现牢固的冶金结合.
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