电渣熔焊制备不锈钢/碳钢复合板的组织与性能研究

本文提出了一种利用电渣熔焊技术制备不锈钢/碳钢复合坯的新方法,所制备复合坯经1200℃、60%压下率轧制后,依次进行固溶、淬火和回火热处理,并对轧态及不同固溶温度热处理后试样进行界面组织、元素过渡、耐蚀性及剪切性能测试。结果表明,热处理试样不锈钢侧主要为奥氏体,还伴随有少量铁素体组织,部分针状铁素体开始球化,这使得晶间腐蚀和晶粒内部点蚀现象得到缓解;碳钢侧则主要为回火索氏体和贝氏体组织,相较于轧态组织有所改善。此外,热处理促进了界面处C、Cr扩散,减少了其偏聚现象,然而由于热处理促进了C的扩散,试样的耐蚀性相比轧态有所降低。所有试样的界面剪切强度均大于320 MPa,其中990℃下固溶处理后试样剪切强度最大,达到439 MPa,充分表明双金属界面结合情况良好。

钎焊-热轧复合工艺制备不锈钢/碳钢复合板

针对不锈钢/碳钢复合板爆炸-轧制复合工艺存在的主要问题,提出了钎焊—热轧制备新技术,研究了主要工艺参数对钎焊复合板结合强度的影响,分析了钎焊复合板热轧的结合机理,测试了复合板的主要力学性能。结果表明,采用自制的银基钎料可以实现不锈钢/碳钢有效的钎焊结合,理想的钎焊工艺参数为:钎焊温度755～770℃,钎焊时间2.5～3min。热轧过程中钎料层表现出了良好的塑性,压下率为40%时,轧后钎料层未出现断裂、分层。轧制中钎料层同基体形成的金属键显著提高了不锈钢/钎料界面的结合强度,热轧复合板的抗剪强度达到了342.6MPa。

NM450D耐磨钢-Q235B碳钢复合板的轧制和热处理工艺对组织、性能的影响

10 mm NM450D低合金耐磨钢板(/%:0.22C,0.70Cr,1.50Mn,0.30Si,0.012Ti,0.030Nb)和10 mm Q235B碳钢板(/%:0.19C,0.25Mn,0.04Si)经表面处理和四角焊接成20 mm复合板,在180 mm二辊实验轧机上经1 150℃,60%压下率和930℃,30%压下率两次轧制成5.6 mm复合板,再经800~1 000℃淬火,250℃回火处理。结果表明,经900℃淬火+250℃回火的低合金耐磨钢-碳钢复合板的5.6 mm复合界面接触良好,Q235B钢组织为板条马氏体+铁素体和少部贝氏体和珠光体,NM450D钢组织为回火马氏体,其HV值为500,复合钢板抗剪强度为367 MPa,均达到标准要求。

不锈钢/碳钢复合板带张力冷轧时极限压下量确定

应用ANSYS有限元软件分析了热轧复合的不锈钢复合板在冷轧过程中的变形特性,界面结合强度的分析给定以及确定成卷可逆带张力冷轧时的最大道次压下量值。

不锈钢-碳钢复合板多道次小变形轧制温度场的数值模拟

基于弹塑性热力耦合有限元法研究了72 mm Q235钢基板和14 mm 304不锈钢复板11道次变形至12 mm复合板的热轧过程,并应用有限元MARC软件二次开发技术建立了温度场模型。模拟结果表明,变形区内,复合板表面温度持续下降,界面温度略有升高;变形区外,表面温度有所回升;随轧制过程进行,轧件高度方向温度梯度逐渐减小;界面处温度呈“S”形,变形区温度变化显著,且随轧制速度提高,升温明显。

通过焊接与轧制制备的不锈钢/碳钢复合板的组织与性能

采用焊接与轧制技术制备不锈钢/碳钢复合板,并对其微观组织、力学性能及退火对复合板的力学性能影响进行了分析。结果表明:不锈钢侧为奥氏体,晶粒细小,碳钢侧为铁素体和少量的珠光体组织;钎缝是由富铜相及其周围的富银相固溶体和黑色富铜相与相间的白色富银针状相组成的共晶组织。复合板的抗拉强度高于基材钢板;退火后,复合板的抗拉、抗弯强度及其整体硬度值明显下降,而冲击吸收能量、剪切强度有所提高。

基于有限元模拟的不锈钢/碳钢复合板极限压下量研究

本文应用ANSYS有限元软件分析了热轧复合的不锈钢复合板在冷轧过程中的变形特性, 给出了界面结合强度以及确定成卷可逆带张力冷轧时的最大道次压下量值。

非对称热轧单面不锈钢-碳钢复合板生产工艺研究

采用"电子束真空焊接制坯+热轧"的工艺在钢厂热连轧生产线上进行了"316L不锈钢+Q345C碳钢"的单面不锈钢复合板热轧生产。采用非对称制坯及异步轧制的手段生产出了高品质单面不锈钢复合板,所生产的不锈钢复合板界面剪切强度大于320 MPa、屈服强度大于370 MPa、抗拉强度大于520 MPa、断后伸长率大于30%,各项指标均达到GB/T8165-2008的要求。不锈钢层和碳钢层结合度良好,复合界面平直,无明显缺陷,不锈钢与碳钢之间实现了良好的冶金结合,结合率达100%。

不锈钢/碳钢复合板的焊接工艺

近年来,不锈钢/碳钢复合板已经渗透到了当今社会的很多行业和领域,其已经对人们的生活产生了重大的影响。本文分别介绍当今普遍使用的爆炸、叠轧、堆焊、浇注4种焊接不锈钢/碳钢复合板工艺,并提出对不锈钢/碳钢复合板的焊接工艺的优化建议,以期能够给相关技术人员带来帮助。

压下率对不锈钢/碳钢复合板界面剪切强度的影响

使用ANSYS有限元分析软件对不锈钢/碳钢复合板的轧制过程进行了探究,结合试验分析内容,对压下率对不锈钢/碳钢复合板界面剪切强度的影响进行了分析。分析结果显示:本试验条件下,压下率大于40%的情况时,不锈钢/碳钢复合板界面剪切强度符合国标要求;压下率大于40%后,界面剪切强度随压下率的增大增加不明显。

不锈钢/碳钢复合板纵波轧制搓轧变形机理

不锈钢/碳钢复合板既发挥了不锈钢的强耐腐蚀性、高耐磨性、高耐热性和高磁性,又结合了碳钢的易焊接性、高导热性和易延展性等优势。然而,不锈钢/碳钢复合板较低的结合强度严重限制了其广泛的应用。提出采用纵波轧制(LCR)制备不锈钢/碳钢复合板的工艺,从试验和有限元模拟2个方面研究了变形过程中搓轧区对复合板结合强度的影响,并与平辊轧制(FR)工艺进行对比。结果表明,LCR复合板在波峰和波谷处的拉剪强度分别为315.94 MPa和329.48 MPa, FR复合板的拉剪强度为277.77 MPa。波峰和波谷处的拉剪强度较FR复合板分别提升了13.7%和18.6%。通过对拉剪断裂面进行元素扫描分析发现,LCR复合板波峰和波谷的断裂位置处于Q235B基体中,FR复合板的断裂位置在结合界面上。LCR复合板的拉伸强度和断后伸长率均优于FR复合板。利用有限元模拟获得LCR和FR变形区复合板的应力状态分布,LCR变形区中部分金属处于两向压应力和一向拉应力状态,应力状态更接近纯剪状态,LCR复合板在轧制过程中受到拉应力和强烈的剪应力共同作用。与FR变形区不同,LCR变形区由于波纹辊型的影响,在轧制方向和宽度方向上均存在搓轧区。搓轧区增强不同金属之间的剪切作用,有利于金属表面氧化层和硬化层的破碎,从而促进2种金属的相互结合,提高复合板的结合强度。

碳钢-不锈钢爆炸焊接复合板界面的显微结构

通过力学性能测定、SEM检测以及EDS线扫描分析,分别观察了焊态及退火态碳钢-不锈钢爆炸焊接复合板结合界面的显微结构,研究了爆炸焊接形成的波状界面和界面间的过渡层.结果表明,该碳钢-不锈钢复合板的结合界面属于大波状结合界面,这种大波状界面并未使复合板的力学性能出现明显的降低,在爆炸焊接形成结合界面处出现了微观熔化现象,形成了一个宽度仅5μm左右的扩散过渡层.

不锈钢─碳钢大厚复合板坯的爆炸焊接和轧制

介绍了不锈钢─碳钢大厚复合板坯的爆炸焊接和热、冷轧工艺，及其在不同状态下的成分、组织和性能。探讨了爆炸焊接和爆炸复合材料轧制的机理。叙述了这种复合材料的用途。

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。

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。

不锈钢/碳钢双金属复合板开裂过程研究

对不锈钢/碳钢冶金复合板开裂过程进行了分析,找到了复合板冶金结合中的薄弱组织,并对该组织进行了化学成分分析,对瞬间液相复合工艺进行改进,提高了双金属复合板的冶金结合强度。

不锈钢/碳钢层状结构复合板生产工艺

介绍四种主要的不锈钢/碳钢层状结构复合板生产工艺和相应的工业化生产流程:爆炸复合,热轧复合,冷轧复合,粘接复合。分析其各自的特点和市场适应性。为工程技术人员选用各种不同的不锈钢复合材料实现工程目的提供参考。

高硅电工钢Fe-10%Si和低碳钢Q235复合板轧制过程裂纹演变研究

对包覆浇铸制备的低碳钢-高硅电工钢-低碳钢三层复合铸坯进行热轧及温轧变形加工,对轧制过程中产生的裂纹及其演变进行研究,同时研究扩散退火工艺对裂纹变化的影响。结果表明,60 mm复合铸坯可以通过热轧及温轧变形减薄至0.5 mm;变形过程中高硅电工钢产生的深裂纹在本质上不受加工工艺的影响,其自身存在属性会保留在复合板内层中;变形过程中产生的普通裂纹受加工过程的影响很大,存在尺寸明显减小的现象;深裂纹及普通裂纹在加工过程中自身周围的合金基体中衍生的微裂纹会在扩散退火过程中得到消除。

中间夹层对不锈钢复合板界面结合性能的影响

在实验中借鉴了钎焊及扩散焊工艺的一些特点,运用中间夹层材料来促进不锈钢与碳钢的复合·主要对影响复合的各种因素,包括压力、温度、保温时间、保护气体等进行了一系列的实验,摸索出了几种中间夹层材料能够发挥最佳效果的工艺参数·在采用银铜锌中间夹层材料时,通过实验总结出当复合温度为750℃,首道次压下率为25%时可以实现不锈钢与碳钢之间的良好复合·使用纯净的氩气能够有效地防止复合表面的氧化·另外从理论上较为深入地分析了各项工艺参数对复合效果的影响·

热处理时间对不锈钢-碳钢爆炸复合板结合界面的影响

本文研究了不同热处理时间对OCrl3不锈钢-Q235碳钢爆炸复合板界面组织与成分的影响规律，利用金相显微镜对界面形貌进行了观察，测定了界面结合区的显微硬度，并通过X射线能谱仪对试样界面区的元素扩散行为进行了分析。结果表明，热处理时间越长，元素的相互扩散就进行得越充分，界面两侧的变形组织也越少，且有利于不锈钢中碳化物的分解，避免了OCrl3不锈钢中贫铬现象的出现。