铝合金型材在高速铁中的作用是什么?

铝合金型材在高速铁中的作用是什么?最常见的航空航天结构部件由铝和合金钢制成。这些材料重量轻、强度高，具有良好的耐热性和耐腐蚀性。这些财产使其成为飞机和其他高速车辆的理想选择。然而，它们还需要复杂的挤压工艺，以确保它们形成长而直的部件。此外，它们需要能够在生产过程中抵抗变形，以将其强度和耐久性保持在最佳水平。

在数据中，通过LACE(大角度压缩)实验研究了由铝合金EN AW-6082和渗碳淬火钢20MnCr5组成的共挤压复合型材的力学财产。然后对所得的剖面进行POT和SCT测试，以确定其结合强度。

POT的结果表明，包层材料在其整个长度上表现出高的结合强度。SCT测得的剪切强度在剖面的早期稍低，但在最后一段显著增加。这主要是由于铝和钢的热膨胀系数不同，这导致了冷却过程中的收缩。

这导致在材料之间的界面处形成金属间相接缝。该节理区由不同灰度的组合组成，表明元素相互扩散，而高原则表明结晶形成。

当比较X5CrNi18-10和EN AW-6082样品的BSE图像时，前者的接头区清晰可见，而后者的EDS测量未显示该过渡区。通过回归线的斜率确定合金元素Cr和Ni向铝中的扩散。这是一个对应于20MnCr5的对应值的值，该值已经向铝中扩散了0.3μm。

用配备有镓离子束的场发射扫描电子显微镜从两种材料之间的界面制备薄片。这样做是为了最小化铝的更快去除率，并在混合型材中实现均匀形状的界面。

使用EDS分析，可以在LACE共挤型材的接合区观察到从铝到铁的转变。此外，可以确定金属的浓度分布。

从结果中可以看出，铝合金EN AW-6082和钢管20MnCr5的包层在整个共挤型材截面中没有表现出单一的脆性断裂区域。这是因为材料的不同热膨胀系数不允许在制造过程中发生脆性断裂，这将导致在材料之间的界面处形成裂纹。

由此产生的共挤压复合型材由铝合金EN AW-6082与20MnCr5硬化钢管共挤压而成，其机械财产与之前发布的单个型材相同[18]。此外，在POT和SCT中可以观察到不同的连接机制。