不同变形量对铜/铝轧制复合变形区样品储能及组织的影响(2)
其中，以双金属管材为代表的复合材料，因其独特的性能和较低的经济成本在空调管、航空航天、油气田等领域已经得到大范围的应用。和普通纯金属管相比，双金属管同时拥有了内管和外管的所需性能，既降低了生产成本，又提高了稀有、贵重金属的实际利用率。因此，双金属复合管将被广泛地运用在石化、机加、核工业、消防等换热器用管、器械用管和管线输送等领域[2]。
铜铝双金属管作为双金属管的一类，由于其良好的热换性能以及较低的成本，在双金属管研究领域备受关注。铜铝原子间通过冶金结合的复合管，与纯铜管相比具有重量轻、 换热性能好、成本低等特点，这种优质且廉价的双金属复合材料，能广泛地运用在空调与冰箱的冷凝器与蒸发器、热水器管、自来水管、风机盘管、空调蒸发器、暖气散热器以及中央空调等多种场合[3]。
1.2 双金属复合管的制备工艺
双金属复合管的制备工艺在其近几十年来的发展历史中不断得到改善，形成了几种较为完备的工艺体系。采取哪种加工工艺决定于金属间性能的相互配合性、尺寸精度、所属种类以及经济性等要求[4]。
1.2.1 传统固相金属复合工艺
为了获得固相金属间连续稳定和高强度的结合界面，在金属复合材料的研究过程中，形成了种类繁多的复合工艺。传统的固相金属复合方法主要包含以下几类：轧制复合法、挤压复合法、爆炸复合法和扩散焊接复合法等[5]。
目前，以上这几类传统的金属复合方法正广泛运用于工业生产，但随着工业需求的发展以及工业技术的进步，对于金属复合材料的性能及其制备技术的要求也越来越高。因此，科技工作者开始探索更加先进和高效的金属复合加工技术。其中，利用剧烈塑变技术的复合工艺脱颖而出，成为研究的一个新热点。
1.2.2 剧烈塑性变形法（SPD）
近年来，剧烈塑性变形技术开始较多地运用于金属材料的加工与制备中，和传统塑性变形相比，其引入的应变更大，从而使金属晶粒细化，获得结合强度较高的微纳米细晶材料。目前，包括累积叠轧（ARB）技术、等径角挤压（ECAP）技术、管状材料高压切变（t-HPS）技术及高压扭转（HPT）技术等常用的SPD方法都已经应用于制备金属复合材料的研究中，并得到了广泛关注。
1.2.2.1 累积叠轧技术（ARB）
累积叠轧技术是制备多层结构材料最常用的SPD方法，这种方法已成功应用于Al/Cu复合材料的生产[6]。其原理是将轧机轧制后的材料从中间一分为二，把待复合表面进行去油脂和打磨等处理，然后固定堆叠在一起再次进行轧机轧制，多次进行能累积足够高的变形量而得到微纳米晶材料[7]。
但是，ARB技术多用于板层状金属复合材料的制备，并不能直接运用于双金属管的制备。
1.2.2.2 等径角挤压技术（ECAP）
等径角挤压（ECAP）技术是一种能够有效细化晶粒的SPD方式，它通过使试样发生纯剪切变形而实现晶粒细化。其特点是在保持材料截面积不变的前提下产生剧烈的塑变，从而能使材料进行多次变形，获得更大的累积应变，有效地将金属材料的晶粒细化至微纳米尺度，制备出超细晶材料[8]。目前，ECAP这一方法被认为是块体金属超细晶材料的较为先进的加工技术之一，是当今材料加工领域的热点课题之一。
目前，也有研究人员尝试将ECAP方法应用于双金属管的制备[9]。S. Ghadimi等人利用ECAP方法进行了Al/Cu复合管的制备，将铝管套合在铜管内，并在双金属管内插入一根芯棒，再放入ECAP装置中，在压杆的挤压作用下，试样通过90°的挤压通道，完成剧烈塑变。成型后的双金属管硬度显著提高，平均晶粒尺寸明显减小，且其界面结合强度较高。