高频感应加热钎焊工艺制备碳钢/不锈钢复合板接头的显微组织

采用高频感应钎焊技术制备碳钢/不锈钢复合板,并对不同钎焊温度下钎焊接头的显微组织进行了分析。结果表明:以H62黄铜箔为钎料制备出的碳钢/不锈钢复合板,在910～950℃下都形成了冶金结合界面;在该界面存在元素扩散现象,并有岛状物形成,该岛状物优先在碳钢/黄铜界面形成,随着钎焊过程的进行向黄铜钎料层中生长,直至贯穿整个钎料层;其具有镍-铬-铁相结构,是碳钢、不锈钢和钎料相互扩散并发生反应的产物。

轧制压下率对碳钢/不锈钢复合板界面结合性能的影响

采用非真空轧制非对称组坯方式在不同总压下率(28%~70%)下制备Q235碳钢/304不锈钢复合板,研究了复合板界面处的组织、夹杂物形貌、硬度和剪切强度,探讨了界面夹杂物与脱碳层对界面结合强度的竞争性影响。结果表明:随着轧制总压下率的增加,复合板界面夹杂物由集中分布的块状变为均匀分布的颗粒状;当轧制总压下率由28%增大到47%时,影响复合板界面结合强度的主要因素是界面夹杂物,增加轧制压下率有利于提高界面结合强度;当轧制总压下率由47%增大到70%时,不锈钢侧晶粒尺寸急剧减小,碳钢侧脱碳层厚度增加,界面结合强度降低,脱碳层成为影响结合强度的主导因素。可以通过合理控制轧制压下率来平衡界面夹杂物和脱碳层对结合强度的竞争性影响。

Q235／304碳钢-不锈钢复合板界面结合的有限元模拟

应用MARC软件对304不锈钢(%:17～19Cr、8～11Ni)/Q235碳钢(%:0.14～0.22C)复合板前5道次往复热轧过程(变形率%:3.4、10.4、25.0、37.8、49.4)进行有限元模拟,得出Q235钢和304不锈钢在界面处的应力和应变分布。模拟结果表明,在两种材料都进入塑性变形状态时,界面处法向应力值达到或超过304不锈钢界面温度下的变形抗力,且两种材料应变平均值的差值≤0.01时即可复合,该模拟结果与生产试验结果一致;这说明使用小的单道次变形率,大的累积变形率可获得结合良好的碳钢/不锈钢复合板。

热处理工艺对碳钢/不锈钢双液铸造复合板界面显微组织的影响

通过SEM检测、EDS线扫描分析及能谱点分析,对铸态、淬火态及回火态碳钢/不锈钢双液铸造复合板结合界面的显微组织分别作了观察,并对不锈钢侧的硬度进行测试。结果表明：利用双液铸造复合法生产出的碳钢/不锈钢复合板结合界面组织均匀致密,不锈钢和碳钢两侧元素相互扩散,具有良好的冶金结合层,经1020℃×1 h油淬＋400℃×1 h回火处理后,不锈钢侧的硬度超过36 HRC,达到工作需求。

轧制工艺对工业化试制的真空组坯Q345R/304复合板组织性能的影响

山西太钢不锈钢股份有限公司利用真空组坯复合轧制(真空电子束焊接+轧制复合)技术工业化试制了Q345R/304复合板。本文研究了常规轧制和控轧控冷工艺下轧制复合板的界面结合率、常规力学性能、界面结合强度和界面附近的显微硬度和显微组织变化。结果表明:界面结合不良来自于复合界面处形成的硅铝氧化物和铬锰氧化物,这可能是由于组坯时真空度不足、加热过程中形成的氧化产物。两种工艺下界面附近显微组织差异明显,沿远离界面方向,常规轧制的Q345R钢板组织沿厚度方向为均匀的块状铁素体和珠光体组织,304钢板组织已完全再结晶;控轧控冷工艺轧制的Q345R钢板组织沿厚度方向由多边形铁素体和珠光体组织向针状铁素体和贝氏体组织过渡,304钢板组织仍有变形特征。力学性能检测表明:常规热轧复合板的屈服强度和抗拉强度比控轧控冷复合板分别低115、71 MPa,强度裕量较小;纵向冲击功不小于130J,外弯、内弯、侧弯后无裂纹,复合板剪切强度在350 MPa以上,高于标准要求(不小于210 MPa),线扫描结果表明界面附近已存在由元素扩散形成的浓度梯度。