DP590高强钢/碳纤维复合层板制备及拉伸性能研究

作者：胡海朝,徐士新,武晋,邓素怀,王占辉,毕彦

摘要：采用模压成型工艺,以DP590钢板与碳纤维预浸料成功制备高强钢/碳纤维层板,针对其微观结构和拉伸性能进行了测试,研究了钢板表面粗糙度对层板拉伸强度的影响,并结合DP590高强钢拉伸性能特点与MVF理论提出了层合板拉伸强度预测公式。研究结果表明:所制备的层合板0°碳纤维层、90°碳纤维层、树脂基体、金属基体结合致密。金属基体与碳纤维层之间由树脂填充,起到了良好的粘结作用,微观结构基本无成型不良缺陷,所制备层合板的密度相比DP590高强钢降低达24%,具备明显的减重效果。说明模压成型工艺适用于高强钢/碳纤维复合层板的制备,该类材料具备较大的轻量化潜力。采用喷丸处理提高钢板表面粗糙度可以一定程度提升层合板强度,最大增幅达68 MPa,但钢板粗糙度与层合板平均拉伸强度呈明显的非线性关系。以MVF理论为基础,分别以高强钢抗拉强度、屈服强度、复合层板断裂时高强钢应力值对复合层板强度进行预测,结果发现最高预测误差分别为38.5%、12.8%、8.1%,说明采用塑性较高的金属制备金属/纤维复合层板类结构时,应用MVF理论进行预测应充分考虑金属塑性较高对预测误差的影响。采用复合层板断裂时对应的高强钢应力值代入MVF理论公式可获得更好的拉伸强度预测精度。

发文机构：天津中德应用技术大学机械工程学院 首钢集团有限公司技术研究院

关键词：模压成型高强钢复合层板拉伸强度预测compression moldinghigh strength steelcomposite laminatestensile strengthprediction

分类号： TB332[一般工业技术—材料科学与工程]