搅拌摩擦焊预连接与热挤压协同制备镁铝层状复合材料的界面调控与力学性能研究

本刊推荐：本研究创新性地将搅拌摩擦焊（FSW）预连接与热挤压技术结合，成功制备镁铝层状复合材料。通过系统分析堆叠顺序（Mg-over-Al与Al-over-Mg）对界面金属间化合物（IMCs）形成及力学性能的影响，发现Al-over-Mg构型能有效抑制IMCs生成，获得更优综合性能（屈服强度157MPa，抗拉强度250MPa，延伸率9.1%），为轻量化材料设计提供了新策略。

　　

Highlight

本研究采用搅拌摩擦焊（FSW）预连接与热挤压协同工艺成功制备多层镁铝层状复合材料。系统研究了FSW过程中初始堆叠顺序（Mg-over-Al与Al-over-Mg）对界面微观结构演变与力学性能的影响。

Macrostructure and microstructure

图2(a)(b)展示了两种挤压后板材的"三明治"宏观结构。E1样本（Al-over-Mg）的Mg-Al界面较E2样本（Mg-over-Al）更为平整，后者界面存在不连续断层区域。两者界面均出现亮白色矩形区域，但E2样本在上下铝层中部还出现类似亮白色条带区域。金相观察显示……

Interface situation

本研究通过挤压FSW预连接样本制备镁铝复合板，挤压时铝层统一置于外侧。但不同堆叠顺序获得的复合板性能差异显著。微观结构观察发现，E2样本的ED-ND截面呈现不均匀Mg-Al界面，因FSW导致镁元素混入铝层。大量……

Conclusions

通过FSW预连接与热挤压协同工艺成功制备叠层挤压镁铝复合板，主要结论如下：

1. 1.
   镁铝层主要由细小均匀等轴晶组成，堆叠顺序对织构强度、晶粒尺寸和再结晶程度影响不显著。镁铝元素扩散导致界面形成Mg-Al金属间化合物（IMCs）。中心区域……