铝-钢爆炸复合板的研究
进行了三种质量比的铝-钢爆炸复合板试验，所有复合板界面焊合良好，焊合率>95%，结合强度>60 MPa，而且基、复层材料对爆炸冲击波响应的硬化程度不明显，但结合界面存在铁、铝金属间化合物，故复合时应仔细选择爆炸参数，尽量减少其生成量。

1 前言
铝柔软、加工性良好，同时又有良好的耐蚀性和隔音性。

但铝的强度很低，常温下无变形强化效果，为保持一定的抗力，只能加大铝板厚度，这又导致了成本增加。

如将铝板与钢板复合，则可克服熔化焊等焊接方法难以结合的缺点，同时又能发挥铝的优势，具有很高的强度。

2 试验材料与工艺
以2.7 mm厚L3铝板作复层，12 mm厚945钢作基层，分别以R为
3.84,2.74,2.19的三种复合比进行铝-钢爆炸复合试验，复合方式见文献［1］。

相应的试板A、B、C经探伤合格后，再进行机械性能检测和微观分析。

3 试验结果与讨论
所有三块铝-钢爆炸复合板A、B、C经超声波探伤，焊合良好，焊合率>95%。

剪切试验得到的复合板结合强度见表1。

表1 铝-钢爆炸复合板的结合强度*
*:标准规定值为60 MPa。

同时沿复合板厚度方向测量了维氏硬度，由于铝-铁的硬度差别太悬殊，在硬度曲线上难以表述，故以实物照片和硬度数值来表述，见图1。

相对不锈钢爆炸复合板而言［1 ］，铝-钢爆炸复合板的爆炸硬化趋势不明显。

图1 铝-钢爆炸复合板复合界面硬度
图2金相照片显示了铝-钢爆炸复合板的情况，界面结合良好，属冶金结合，并呈波形特征，但与铜-钢、不锈钢-钢爆炸复合板相比，界面结合区的波形不规则，波长长，波幅小。

(a) (b)
图2 铝-钢爆炸复合板复合界面微观形貌
由于铝、钢元素的亲和力大，相互扩散到界面易形成金属间化合物。

图3
和表2分别表示的铝－钢爆炸复合板界面元素线扫描与局部熔化区的微区A(线扫描成分曲线陡降段又出现缓降平台，这一现象在钢－钢、不锈钢－钢爆炸复合板都不曾出现)探针成分结果证实了这一点。

表2中实测铝、铁元素浓度比平均为3∶1，接近Al6Fe相中两元素原子重量比，因此界面存在的金属间化合物推测可能为Al6Fe(进一步的证实还有待结构方面的数据)。

Al2Fe相很脆，数量太多，会弱化界面强度，因此铝-钢复合时应仔细选择爆炸参数，尽量减少铝、铁金属间化合物的生成量，并使之沿界面断续分布。

图3 铝-钢爆炸复合板复合界面成分线扫描
表2 界面微区A的成分分析(wt%)
4 结论
(1) 本试验得到的铝-钢爆炸复合板界面结合强度较高，均大于60 MPa。

(2) 结合界面呈波形特征，但波长长，波幅小，同时还存在脆性金属间化合物，因此爆炸复合时，应仔细选择爆炸参数，尽量减少金属间化合物在界面的形成数量。