[发明专利]金属复合材料结合强度的测量方法、试样及试样制作方法

说明书

本发明提出了一种金属复合材料结合强度的测量方法、试样及试样制作方法。该测量方法包括以下步骤：A、在含有基层和包覆层的复合材料上切割出一定形状的待加工试样，制作与待加工试样形状相同和/或不同的包覆层合金材料；C、将待加工试样的包覆层侧与包覆层合金待粘贴表面相粘贴；D、在待加工试样的基层侧加工一定形状的孔直到基层与包覆层的结合面，并在包覆层合金侧加工出一定形状的台阶，其深度超过基层与包覆层结合面；E、将试样放至试验装置中进行静压力试验；F、获取试样界面断裂时的最大拉应力F，根据强度计算公式σ(b)＝F/S，得到试样的结合强度。通过使用本发明中测量试样和测量方法，能够有效的测量金属复合材料的结合强度。

技术领域

本发明主要涉及金属复合材料界面结合强度的检测技术领域，尤其涉及铝钢复合材料界面结合强度的检测技术领域。

背景技术

薄铝层铝钢复合带材兼具铝合金优良的耐腐蚀性能及导热性能和钢良好的力学性能等诸多优点，是电站空冷系统核心部件中冷却管束基管的主要原材料。采用铝钢复合带材制造的电站空冷系统取代水冷系统，可节约用水75％以上。基于铝钢复合带材表面质量、尺寸精度、性能的稳定性及生产效率等方面的综合考虑，目前工业上大多采用冷轧复合法来生产铝钢复合材料，其成品厚度在1.4～1.6mm之间，包覆层铝层厚度在0.05～0.09mm之间。铝钢界面结合质量决定了基管的成形性能及电站空冷系统的使用寿命，因此有效、定量、准确评价界面结合强度对于该种材料的冷轧复合控制及实际应用都非常重要。

由于电站空冷用铝钢层复合材料的铝层很薄，厚度为0.05～0.09mm，无法通过常规的剪切、撕离等力学手段对界面结合强度进行评价，由于无法制作出引头部分，也无法通过拉伸剥离试验定量测量铝钢复合材料的界面结合强度。目前对薄复层复合材料结合强度的测量，美国、日本和我国的国家标准均采用胶粘拉伸的方法，它具有操作简单灵活的特点，而且不需要复杂的理论计算。但由于目前强度最高的环氧树脂粘接剂与粘接引头的结合强度很难超过40MPa，而冷轧铝钢复合材料单道次的压下量超过50％，界面结合的强度大于50MPa，退火后的结合强度超过60MPa，由于这种方法的应用范围受到所用粘接剂(胶)的抗拉强度的限制，因此通过常规的粘接拉伸无法评价铝钢复合材料的界面结合强度。

发明内容

针对以上出现的问题，本发明提供了一种金属复合材料结合强度的测量方法及测量试样，能够有效的测量金属复合材料的结合强度。

本发明提出了一种金属复合材料结合强度的测量方法，包括以下步骤：

S1：制备测量用试样：

A、在含有基层和包覆层的复合材料上切割出一定形状的待加工试样，制作与待加工试样形状相同和/或不同的包覆层合金材料；

C、将待加工试样的包覆层侧与包覆层合金待粘贴表面相粘贴；

D、在待加工试样的基层侧加工一定形状的孔直到基层与包覆层的结合面，并在包覆层合金侧加工出一定形状的台阶，其深度超过基层与包覆层结合面；

S2：进行静压力试验：

E、将试样放至试验装置中进行静压力试验；

S3：计算结合强度：

F、获取试样界面断裂时的最大拉应力F，根据强度计算公式σ(b)＝F/S，得到试样的结合强度，

其中，F代表最大拉应力，S表示承受拉应力的结合面面积，σ(b)表示金属复合材料的结合强度。

如上所述的金属复合材料结合强度的测量方法，其中，所述金属复合材料为铝钢复合材料，其中钢为基层，铝为包覆层。

如上所述的金属复合材料结合强度的测量方法，其中，在所述步骤C之前，还包括步骤：

B、对待加工试样的包覆层侧及包覆层合金的待粘贴表面进行打磨处理。