龐立娟,李會容,鄧剛,張雪峰
(攀枝花學院釩鈦學院,四川 攀枝花 617000)
鈦合金具有比強度高、耐腐蝕、耐磨等多種優(yōu)良特性,目前已被廣泛應用于航空航天、醫(yī)學等領域,但高昂的成本限制了其廣泛應用[1-3]。鋁合金質(zhì)量輕、導電導熱性能好、耐腐蝕,且價格低廉,在航天航空、汽車制造、電子器材及民用炊具等多個領域應用廣泛[4-5]。而鈦和鋁組成的鈦鋁復合板兼具鈦合金和鋁合金的優(yōu)點,如比強度高、耐磨性好、優(yōu)良的耐蝕性、導熱性、比重輕等,同時鈦鋁復合板的成本遠低于鈦合金[6-8]。目前,鈦鋁復合板已在航天航空、炊具廚具、冶金機械、石油化工等多個領域進行應用,并且前景廣泛。
鈦鋁復合板的制備方法從原理上可以分為固態(tài)-固態(tài)復合法和固態(tài)-液體復合法兩大類。主要包括以下幾種:爆炸復合法[9-13]、軋制復合法[14-15]、固液鑄軋法[16]、超聲固結(jié)法[17]和熱壓法[18]等。其中,爆炸復合法是利用炸藥爆炸驅(qū)動復板與基板傾斜碰撞產(chǎn)生金屬射流清除金屬表面氧化膜,同時在巨大的壓力下兩金屬原子實現(xiàn)冶金結(jié)合。該方法制備工藝簡單、成本低,用于制備復層和基層較厚的復合板,是生產(chǎn)中厚復合板的重要方法,但生產(chǎn)效率低,且不適用于制備鈦層和鋁層較薄的復合板。固液鑄軋法是目前制備鈦/鋁復合板的新技術(shù),液態(tài)金屬在轉(zhuǎn)動的軋輥上迅速冷卻的同時,在軋制力的作用下進行塑性變形,從而得到結(jié)合強度高的復合板[16,19-22]。但是該方法也具有一定的局限性,比如要嚴格控制軋制速度和澆鑄溫度等。超聲固結(jié)法[17,23]是在超聲焊接技術(shù)基礎上發(fā)展起來的低成本、綠色制備復合板的方法,該方法將基材逐層堆砌后,利用超聲高頻振動和靜壓力實現(xiàn)金屬板材之間的固態(tài)結(jié)合,目前利用該技術(shù)歐美國家可以生產(chǎn)鋁/鋼復合板、鎂/鋁復合板等多種復合板材,但生產(chǎn)效率低,也不適宜于生產(chǎn)大面積復合板。熱壓法也是制備鈦/鋁復合板的常見方法[24],將鈦箔和鋁箔在模具中交替疊加,隨后放入真空熱壓爐中,在一定溫度下保溫一定時間,通過固態(tài)擴散最終形成結(jié)合致密的鈦鋁復合板,但該方法生產(chǎn)周期長,同樣只能生產(chǎn)尺寸小的復合板,也不適用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的需求。軋制復合法是目前應用最廣泛的鈦/鋁復合板的生產(chǎn)方法,該方法是將金屬表面打磨清理后利用軋制使金屬發(fā)生塑性變形,同時表面氧化膜破裂、露出新鮮金屬,在軋機壓力下實現(xiàn)復合。該方法可以采用片式復合,也可以采用多層帶卷復合,帶卷單重1~3 t,長度上千米,因此具有工藝簡單、生產(chǎn)效率高、易于批量生產(chǎn)等多個優(yōu)點,可以生產(chǎn)各種規(guī)格、多種類型的金屬復合板[6,25]。
學者們通過多年的研究,總結(jié)了金屬復合板復合的一系列理論,但這些理論并不總適用于鈦鋁復合板,而機理研究從根本上指導了后續(xù)制備過程,尤為重要。但是在目前的研究論文中,專門針對鈦鋁復合板結(jié)合機理的并沒有指出。
鈦鋁復合板制備的關(guān)鍵就是要保證鈦和鋁之間形成牢固結(jié)合,因此結(jié)合強度就成為了鈦鋁復合板性能評價的最重要指標。在制備鈦鋁復合板時要特別關(guān)注影響鈦板、鋁板結(jié)合的重要因素,如變形率、溫度等。同時,目前針對于鈦鋁復合板結(jié)合強度的測試主要有剪切強度、彎曲性能等,但這些都是針對于中厚板采用的測試方法,對于薄板特別是超薄板結(jié)合強度的測試方法基本未見報道,是該材料評價環(huán)節(jié)的一大難點。
筆者將從軋制法制備鈦鋁復合板的機理、影響因素及結(jié)合強度的常見測試方法等多個方面對該類型復合板的研究現(xiàn)狀進行梳理。
金屬復合板通過軋制進行復合的理論和假說,目前主要有機械嚙合理論[25]、金屬鍵理論[26]、能量理論[27]、薄膜理論(表面膜破裂理論)[28]、裂口結(jié)合理論(硬化層破裂機制)[14]、再結(jié)晶理論[29]、熱擴散理論[30]、N.Bay 理論[31]等。不同的金屬復合板所涉及的結(jié)合機理也會有差異。鈦鋁復合板制備過程中所涉及的理論主要有以下幾種。
N.Bay 等[29,32]認為金屬表面進行鋼絲輪清刷會形成硬化層,在軋制過程中兩種金屬的表面硬化層都會產(chǎn)生裂口露出新鮮金屬,新鮮金屬分別從裂口中擠出,接觸達到原子距離實現(xiàn)金屬間的結(jié)合[33-34]。
顏學柏等人[14]發(fā)現(xiàn),鈦板和鋁板表面清刷后會形成許多舌狀凸起的硬化塊,比例大約占整體表面的40%左右。這些硬化塊塑性變形的能力較差,因此在軋制過程中會在垂直于變形的方向破碎成小塊狀,變形率越大,硬化塊裂口也越大。鈦板與鋁板軋制復合時,鈦板表面的硬化塊破裂后露出新鮮鈦金屬,但由于裂口不大和鈦金屬強度較高,新鮮鈦金屬難以擠出。當鈦的變形率達到20%左右時,鈦硬化塊裂口較大,對面的鋁在壓力的作用下較容易擠入鈦硬化塊裂口與鈦形成結(jié)合點。這種結(jié)合點數(shù)量的多少取決于鈦的變形率,變形率越大,則結(jié)合點數(shù)量越多。鋁表面硬化塊破裂機制在鈦與鋁的軋制復合中沒有顯現(xiàn)。鈦與鋁軋制結(jié)合,除鈦硬化塊破裂機制外,還存在表面膜破裂機制和熱作用機制。
該理論是針對于表面沒有舌狀硬化塊區(qū)域的結(jié)合機制。該理論研究認為鈦板及鋁板放置在空氣中時它們會將空氣中的水蒸氣吸附于金屬板表面,形成表面吸附膜,該膜是阻礙鈦金屬與鋁金屬緊密結(jié)合的主要原因[31-32]。在制備鈦/鋁復合板時,該類機制只有在鈦的變形量大于30%以上才會起作用,并且鈦的變形量越大,該機制作用越明顯。
該理論不只針對于鈦/鋁的復合,也針對于其他各類金屬的復合,具有普遍適用性。其內(nèi)容主要包括以下過程:在外界壓力下,金屬板各自表面的氧化膜和硬化塊破碎導致新鮮表面露出,隨后基材在法向壓力的作用下擠入新鮮表面,接觸面達到原子距離實現(xiàn)金屬間的結(jié)合[32-33]。
該理論是一種金屬復合的理論基礎。三階段分別指的是板間物理接觸階段、物理化學作用階段及化學作用階段,即所謂的“體”作用階段。其接觸作用過程經(jīng)歷弱化學鍵-化學鍵-擴散作用形成晶粒逐漸增強三個階段。其中,最后一個階段是決定金屬層板之間結(jié)合強度大小的最重要階段[34]。
鈦鋁復合板軋制復合的理論很多,但各種理論都具有共同點,即首先經(jīng)歷鈦板和鋁板表面氧化膜破碎階段,隨后在軋制力作用下原子間間距減小形成化學鍵,隨著壓力增大或軋后熱處理過程,鈦鋁之間通過擴散形成大量的Ti-Al 間化合物,從而實現(xiàn)鈦板和鋁板之間的牢固界面結(jié)合。
鈦鋁復合板界面結(jié)合性能的好壞跟界面間的狀態(tài)密切相關(guān),如界面間化合物的多少、界面的平直度等。鈦板和鋁板中所含的主要合金元素分別為鈦和鋁。鈦鋁復合板界面化合物的形成包括如前所述的過程:原子之間形成弱化學鍵-化學鍵-界面化合物相結(jié)晶長大。在第三個階段涉及到鈦原子、鋁原子在界面處的相互擴散。鈦/鋁復合板中可能產(chǎn)生的金屬間化合物有TiAl、TiAl2、TiAl3、Ti3Al[35]。由于鈦鋁復合板的處理溫度低于550 ℃,界面層中間相基本為TiAl3相;高于該溫度,界面層中才會出現(xiàn)其他相。鈦鋁復合板擴散層的存在對于復合板的結(jié)合強度有著重要影響。界面擴散層過厚或過薄,中間層脆性相過多或過少,都會惡化結(jié)合強度。因此將界面擴散層厚度控制在10 μm 以內(nèi)為佳[36]。
金屬復合板在軋制過程中金屬均會發(fā)生塑性變形,要實現(xiàn)金屬層與層的強結(jié)合,變形率必須超過一定的閾值Rt。金屬種類不同,其Rt值也會不同;當變形量大于Rt后,界面結(jié)合力隨變形量增加快速增長,隨后趨于平緩。對于冷軋制備復合板來說,其變形閾值一般在30%以上[37]。
試驗研究發(fā)現(xiàn)鈦/鋁復合板總變形率對結(jié)合強度的影響如圖1 所示[14]。室溫下鈦/鋁軋制復合變形閾值一般在42%左右;200~500 ℃加熱情況下減小到29%~37%。變形率越大,結(jié)合強度越高。變形率大于50%后,復合板的結(jié)合強度增速較高。通過顯微組織分析后可以發(fā)現(xiàn),一方面當復合板變形率大于Rt值后,鈦界面上的硬化塊發(fā)生破裂,提供了鈦鋁結(jié)合點;另一方面當鈦的變形率大于30%~35%后,鈦層表面的氧化膜發(fā)生破裂,漏出新鮮的鈦金屬,從而提高了界面的結(jié)合強度。
圖1 總變形率對TA1/LY12 軋后結(jié)合強度的影響Fig.1 The effect of total rolling reduction on bonding strength of TA1/LY12 clads after rolling
在單純冷軋條件下要實現(xiàn)鈦/鋁復合材料大變形具有一定的難度,因此發(fā)展出了波紋輥冷軋、不對稱累積疊軋法(AARB)、異步軋制法等軋制方法。波紋輥冷軋技術(shù)對比于傳統(tǒng)的平輥軋制,在相同工藝條件下可獲得結(jié)合效果更好的鈦鋁復合板。劉暢等[38]采用波紋輥軋制法(CFR)即一道次“波紋輥+平輥”+二道次平輥軋制得到了TA1/AA1060 復合板。研究結(jié)果表明在36%的較小壓下率下,平軋僅實現(xiàn)局部結(jié)合,界面處裂紋多,鈦板因變形差導致復合板整體翹曲嚴重,而波紋軋工藝的復合板整體結(jié)合好,平整度好,沒有發(fā)生翹曲現(xiàn)象。CFR 工藝總壓下率為55%時,復合板界面結(jié)合致密,沒有氣孔和裂紋,界面層厚度為2.5 μm,界面為機械結(jié)合,沒有Ti-Al 化合物生成。波紋輥軋制時界面的生成與薄膜理論緊密相關(guān),波紋界面加劇了復合金屬界面的摩擦力[38],波谷處的較大應變更有利于硬化層的破裂,有利于新鮮金屬在更多的點位露頭;同時CFR 軋制可以協(xié)調(diào)鋁板和鈦板的變形[33,38]。這些因素都使得CFR 軋制比傳統(tǒng)的平軋更具有先進性。
累積疊軋法早在1998 年就由日本學者提出,即將一道次軋制后的復合板從中切開再進行堆疊軋制,反復循環(huán)直至獲得達到要求的復合板,如圖2 所示[39]。相比于傳統(tǒng)平軋法,該制備方法涉及強塑性變形過程,利用產(chǎn)生的大量位錯形成位錯胞及亞晶粒等,通過細化晶粒達到提高金屬復合板結(jié)合強度的目的[39]。董曉萌等[34]利用累積疊軋法制備了Ti/Al 7 層復合板,研究結(jié)果表明疊軋法壓下量對板材界面具有顯著影響。壓下量為50%時,Ti 層和Al 層之間沒有完全結(jié)合;當壓下量達到60%時,復合板結(jié)合質(zhì)量良好。其機理在于軋制中Ti、Al 界面處發(fā)生起伏,出現(xiàn)“鑲嵌”現(xiàn)象,大的軋制力破壞了表面硬化層,使得Al 被壓入Ti 層中,出現(xiàn)界面結(jié)合行為。但是,累積疊軋法軋制后的鋁復合板中非常容易出現(xiàn)織構(gòu)缺陷[40]。
圖2 累積疊軋法示意Fig.2 Schematic diagram of accumulative rolling process
異步軋制法可以獲得具有更均勻組織的復合板[41]。但是使用異步軋制法制備鈦/鋁復合板的研究少見報道。
鈦鋁復合板軋后通常都要再經(jīng)過熱處理工序,以獲得復合板板間更高的結(jié)合強度[42]。熱處理過程中選取的加熱溫度對復合板間的結(jié)合強度有重要影響。
顏學柏等人[43]研究了300~500 ℃、保溫2~600 min 的熱處理條件對TA1/LY12 復合板性能及顯微結(jié)構(gòu)的影響。研究結(jié)果表明軋后熱處理工藝可以大大提升復合板的結(jié)合強度,如圖3 所示。300 ℃處理時,其結(jié)合強度值都不理想。熱處理溫度升高,其結(jié)合強度也增大,最高值基本相同;該復合板保溫400 ℃下的最佳時間為15~240 min,500 ℃下保溫2 min 即可獲得理想的結(jié)合強度。隨保溫時間延長,結(jié)合強度下降的主要原因是界面處金屬間化合物層增厚大于1 μm,這一點與他人的發(fā)現(xiàn)存在一定差異[38]。軋后熱處理的過程被歸結(jié)為三個階段:板間全面結(jié)合階段;金屬間化合物的孕育期;金屬間化合物形核及長大期,與三階段理論[36]相符。但是作者并未對界面層形成的物質(zhì)進行深入分析。
圖3 加熱溫度和保溫時間對TA1/LY12 結(jié)合強度的影響Fig.3 The effect of holding time and temperature on bonding strength of TA1/LY12 clads after rolling
熱處理過程中,鈦板和鋁板之間會發(fā)生鈦、鋁原子的快速擴散并形成界面TiAl3相;隨著退火時間的延長或保溫溫度升高,界面相會不斷沿著深度和界面擴展,使得界面層厚度逐漸加大,很可能會繼續(xù)生成TiAl、TiAl2等金屬間化合物相[44]。Kattener[45]等人對Ti-Al 系可能生成的金屬間化合物所需的能量進行了計算,結(jié)果表明自由能大小為:TiAl2<TiAl3< TiAl< Ti3Al< Ti2Al5。但是由于TiAl2生成的前提條件是需要TiAl,因此,對于鈦/鋁系而言,在熱處理過程中首先生成的金屬間化合物為TiAl3。祖國胤等[35]指出在鋁熔點以下溫度熱處理時,鈦/鋁界面層處生成的金屬間化合物相只有一種即TiAl3。熱處理條件不同除了會影響界面結(jié)合相的種類,也會影響界面層的厚度,因此對于軋后的鈦/鋁復合板熱處理溫度和時間的選擇顯得非常重要。
韓銀娜等[46]對鈦鋁復合板600 ℃進行了退火熱處理,研究了不同保溫時間對鈦鋁復合板組織和性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在退火過程中生成的TiAl3相主要受元素擴散控制,滿足拋物線生長理論。600 ℃熱處理條件下保溫2 h,界面層厚度2 μm 時剝離強度達到最大為86.8 N/mm,大于2 μm 后隨著厚度增大,剝離強度下降嚴重,這是因為隨著TiAl3相生長,其疏松度增大,弱化鈦、鋁界面層的連接[47]。可以看出,600 ℃熱處理后鈦/鋁復合板的剝離強度低于500 ℃熱處理的鈦鋁復合板。宋卓等[48]研究了不同退火溫度及時間對鈦鋁復合板組織及性能的影響。研究結(jié)果表明退火后,界面兩側(cè)區(qū)域鈦、鋁元素擴散明顯,界面層厚度先快速增加,隨后趨于穩(wěn)定,退火溫度為490 ℃、保溫時間3 h 條件下界面層厚度達到2 μm 左右。隨溫度繼續(xù)升高,界面層厚度不變,這一點與上述他人工作存在差異。
層界面數(shù)對金屬復合板變形及斷裂機制有重要影響,但目前該因素對復合板界面形成的影響研究較少。
Fan 等人[49]使用不同厚度的鈦板和鋁板制備出了一系列鈦鋁復合板(0.4 mm Al/0.4 mm Ti、0.2 mm Al/0.25 mm Ti、0.1 mm Al/0.15 mm Ti),其界面形貌及元素分布如圖4 所示。由圖4 可知,隨著鋁板厚度從0.4 mm 降低到0.1 mm,鈦鋁復合板界面從平直化變得起伏。在軋制過程中,隨著板厚下降,復合板各處變形嚴重不均勻,主要沿著板對角線進行,從而使板間接觸面積增大。在相同制備條件下界面層的厚度逐漸增大,分別是4.1 μm、4.4 μm、5.2 μm,界面元素擴散機制主要是缺陷擴散及晶界擴散,其中0.1 mm Al/0.15 mm Ti 界面結(jié)合性能最佳。
圖4 不同層厚及不同層數(shù)鈦鋁復合板界面的微觀形貌及元素分布[49]Fig.4 The morphology,interface and element distribution for Ti-Al laminate composite[49]
曹苗等[18]分別研究了3 層、5 層和7 層界面數(shù)對鈦鋁復合板界面結(jié)構(gòu)的影響。不同層數(shù)的鈦鋁復合板選用的鈦板和鋁板的厚度一致,軋后復合板厚度一致,這點與文獻[48]不同。復合板層數(shù)越多,各層金屬變形越不均勻,這主要是由于層數(shù)不同引起了變形過程中應力應變狀態(tài)不同,引起層間的應變硬化不同所導致。與文獻[49]一致,隨著層數(shù)的增多,Ti/Al 界面彎曲化程度增高,表現(xiàn)出明顯的凸起和凹陷。作者認為正是這種起伏的粗糙界面使得相鄰金屬層互相嵌入的更加牢固,這也是結(jié)合強度比界面平直化高的表現(xiàn)。起伏的界面主要是由于Ti、Al 兩種金屬的楊氏模量、熱膨脹系數(shù)和泊松比差異大所引起,兩種金屬的變形強耦合引起了層間界面發(fā)生彎曲變形[50]。經(jīng)EDS 對層間界面處的Ti 及Al 含量進行分析,Ti∶Al=1∶3(at%),推測出層間界面處生成了TiAl3金屬間化合物相。層數(shù)多少同樣會影響界面處原子的擴散效果,層數(shù)越多,鈦鋁之間的接觸面積越大,擴散速度顯著;在相同熱處理條件下界面層厚度也越大。
目前我國只有一個專門針對鈦復合板的國家標準,即GB/T 8547-2019《鈦-鋼復合板》,該標準中對鈦鋼復合板的相關(guān)技術(shù)要求作出了規(guī)定,但并未提及性能測試方法。對于鈦基金屬復合板具體性能測試方法仍然以GB/T 6396-2008《復合板剪切性能測試方法》為基礎。該標準中規(guī)定了金屬復合板的剪切、彎曲及粘結(jié)測試方法,測試鈦鋁復合板相關(guān)性能時需要根據(jù)實際情況進行適當調(diào)整,沒有統(tǒng)一標準。下面將分別介紹目前文獻中用于鈦鋁復合板結(jié)合強度的測試方法。
鈦鋁復合板的剪切強度測試可以參照GB/T 6396-2008 的要求執(zhí)行。該測試主要適用于鈦鋁中厚板及厚板。剪切試樣長度方向應當與軋制方向平行。國標中規(guī)定的剪切試樣尺寸如圖5(a)所示[51]。剪切速率對于鈦鋁復合材料一般取1 N/(mm2·s)。圖5 所示試樣尺寸適用于鈦/鋁復合板鈦層厚度>1.5 mm。如果鈦層厚度低于1.5 mm,則需要進行拉剪試樣。拉剪試樣尺寸如圖5(b)所示。其中特別規(guī)定試件寬度不超過復層厚度的1.5 倍。在進行剪切或拉剪試驗時,試驗力應保持在試樣基材的中心線上,且樣品應在受剪部位斷裂。
圖5 剪切及拉剪試樣尺寸示意Fig.5 Schematic diagram of shear and tensile shear sample
彎曲性能只能定性地反映鈦/鋁復合板結(jié)合強度的大小。在彎曲過程中如果基材與復材之間不發(fā)生開裂現(xiàn)象,則可認為復合板結(jié)合較好。彎曲試樣分為外彎曲、內(nèi)彎曲以及側(cè)彎曲三種。外彎時復材為受拉面,內(nèi)彎時則基材為受拉面,側(cè)彎的受拉面則為復合板的橫截面。其中側(cè)彎曲試驗對于試樣尺寸的要求是復合板板厚≥(2+10)mm,其中2 指復層板厚度,10 指基層板厚度。彎曲時應選擇適當?shù)膹澢霃?,?nèi)彎和外彎時的彎曲半徑一般為復合板總板厚度的2倍,彎曲角度一般取180°[51]。
對于鈦/鋁復合薄板不再適用于剪切等常規(guī)檢驗方法。目前各國對于薄復合板結(jié)合強度的檢驗還沒有統(tǒng)一的方法。美國ASTM 及日本JIS 標準中借用了T 型剝離法和180°剝離法來檢測鈦雙金屬板的結(jié)合強度。這兩種方法通常用于檢測粘結(jié)劑粘結(jié)后材料的粘結(jié)牢固度,對于金屬板的結(jié)合強度并不適用,且所得數(shù)據(jù)不穩(wěn)定,呈現(xiàn)先高后低的趨勢變化,不便于測定準確數(shù)據(jù)。顏學柏等人[14]經(jīng)過大量試驗開發(fā)了轉(zhuǎn)輪剝離法測試鈦鋁復合薄板的結(jié)合強度。該方法可以測試試樣厚度1.0~2.0 mm 的薄板。測試前需要將試樣預先剝開50~100 mm。加載速度對剝離強度影響不大,一般取5~20 mm/min。該方法測試鈦鋁復合板的結(jié)合性能效果良好,是否適用于其他類型復合板有待進一步驗證。
鈦鋁復合板屬于鈦基復合板中的一大類,應用非常廣泛。同時因為該類復合板比強度高、質(zhì)量輕、耐腐蝕、價格低廉等優(yōu)點受到了國內(nèi)外學者的廣泛關(guān)注。其中界面結(jié)合強度是評價鈦/鋁復合板制備成功與否的關(guān)鍵指標。雖然學者們圍繞該研究點做了很多工作,但目前還沒有形成相應的研究體系。筆者對前人工作進行了總結(jié),將適用于鈦鋁復合板的制備機理、影響結(jié)合強度的因素及其測試方法等進行了梳理歸納,形成了如下結(jié)論:
1)鈦鋁復合板的制備方法正朝著綠色環(huán)保、節(jié)能降耗、高效大規(guī)模等方向發(fā)展。其中軋制法是目前工藝發(fā)展最成熟、最容易實現(xiàn)大規(guī)模應用的方法。鈦鋁復合板結(jié)合的研究機理多種多樣,目前適用于軋制法,特別是鈦鋁復合板的結(jié)合機制主要有裂口結(jié)合理論、薄膜理論以及三體理論幾種。一般來說,軋制機制開動越多,鈦鋁復合板結(jié)合效果則越好。
2)為了提高復合板的界面強度,學者們從改善軋制方法、對板進行軋后熱處理等多個方面進行了研究。其主要方向一是增大軋制變形率。鈦鋁復合板要實現(xiàn)良好界面結(jié)合,其變形率要大于閾值,閾值的具體數(shù)值隨軋制方法的不同而變化。二是將界面冶金層的厚度控制在合理的范圍之內(nèi)。鈦/鋁復合板界面要形成良好結(jié)合必須要通過鈦、鋁原子擴散形成TiAl3界面層。但是該界面層的厚度必須控制在合理的范圍之內(nèi),否則TiAl3脆性物界面層反而會惡化鈦鋁復合板的界面結(jié)合性能。三是界面層形貌對界面結(jié)合強度也有重要影響。具體表現(xiàn)為層板原始厚度以及層數(shù)都會影響鈦鋁層板之間的接觸面積及界面層的形成速度,最終影響鈦/鋁復合板的結(jié)合強度。
3)鈦鋁復合板結(jié)合強度的測試方法目前主要參照GB/T 6396-2008 執(zhí)行。但該標準中的剪切、拉剪、彎曲測試方法均適用于中厚板及厚板。鈦鋁復合薄板結(jié)合強度的測試可采用轉(zhuǎn)輪剝離法進行。