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。

不锈钢-钢爆炸复合板结合区组织的分析

铁素体不锈钢 0Cr13Al 钢 16MnR、奥氏体不锈钢 1Cr18Ni9Ti 钢Q2 35A和双相不锈钢0 0Cr2 2Ni5Mo3N 钢Q345C 3种爆炸复合钢板结合界面呈波状结合 ,热处理后结合区基板脱碳、复板渗碳 ,而且在结合区复板侧有一个约 30 μm宽的亚微米级的超细晶粒带 。

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。

0Cr13Ni5Mo/Q345C马氏体不锈钢复合板的焊接性

分析了 0Cr13Ni5Mo/Q345C马氏体不锈钢复合板的焊接性。通过抗裂性试验、复合板补焊及复合板对接焊、焊接工艺评定 ,提出了该复合板配套的焊接材料及可行的焊接工艺 ,按此工艺焊接的 0Cr13Ni5Mo/Q345C复合钢板接头的力学性能满足技术指标的要求。

不锈钢复合板与16MnR钢冲击拉伸力学特性研究

常温下以不锈钢复合板(16MnR钢板与0Cr18Ni9Ti钢板爆轰复合)和16MnR钢为研究对象,利用分离式霍普金森杆技术,在旋转盘冲击拉伸试验机上完成冲击拉伸加载试验。研究应变率在270～1650s-1范围内,材料的冲击力学特性。测试结果表明,不锈钢复合板和16MnR钢具有应变率强化效应,通过电镜分析确定过载断裂区为韧窝结构,爆轰复合经热处理后材料的塑性基本无改变,两种材料仍为塑性材料。

不锈钢复合桥面连接疲劳性能试验研究

针对大跨度钢桥整体钢桥面采用不锈钢复合钢板的特殊构造进行疲劳试验,研究的构造包括不锈钢复合钢板与普通钢板对接焊缝构造、不锈钢复合钢板不等厚对接焊缝构造、不锈钢复合桥面侧边设置排水孔。试验结果表明:不锈钢复合钢板与普通钢板对接焊缝构造、不锈钢复合钢板不等厚对接焊缝构造疲劳的起裂部位均在不锈钢复合钢板的碳钢基板侧;不锈钢复合桥面侧边设置排水孔,其疲劳裂纹沿着模拟挡砟墙的附连件角焊缝的焊趾开裂;不锈钢复合钢板在加工中的复合形式对疲劳性能的影响较小;通过疲劳试验得到了3组构造细节的疲劳曲线和钢板对应的容许应力幅,可为相应构造细节疲劳设计提供依据。

不锈钢/碳钢热轧复合工艺及性能

对不锈钢/碳钢复合板轧制过程进行首道次压下率和扩散退火处理工艺试验,利用扫描电镜,拉伸实验机等设备,研究了不锈钢和碳钢的热轧复合工艺,结果显示,采用首道次压下率为50%,扩散退火温度为900℃,保温时间为60min的工艺为理想的工艺制度,复合材的界面结合强度达到97N/mm,能够满足对材料性能的要求。

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。

不锈钢衬管冷装技术在小直径复合管上的应用

结合某海洋平台上高压厚壁复合板制压力容器的具体实例,详细论述了应用于厚壁复合板压力容器上小直径开孔接管的不锈钢衬管冷装技术,总结了该技术的优点及所产生的经济效益,对确保海洋平台的建造周期、降本增效具有较大的意义。

用改进的盲孔法测试复合钢板复板的残余应力

为了研究复合钢板复板中残余应力的大小和分布状况 ,采用改进的盲孔法 ,即在测点打孔后多次扩孔 ,利用相似标定实验所得多组应变释放系数计算残余应力 ,可得不同深度残余应力的估算值。实测结果与定性分析结果吻合。测试结果还表明 ,复合钢板复层内存在残余应力 ,且以拉 拉和拉 压应力状态为主 ,应力沿厚度方向非均匀分布 ,随深度增加应力增大 ,最大应力位于结合面附近 ,应力值超过 10 0MPa。

压力容器用热轧不锈钢复合钢板标准探讨

介绍了压力容器用热轧不锈钢复合钢板的研发及应用现状，并对产品标准制定的原则、范围以及结合性、机械性能、冷弯试验等主要交货技术条件的制订情况进行了研究探讨。

用改进的盲孔法测试复合钢板复板的残余应力

为了研究复合钢板复板中残余应力的大小和分布状况，采用改进的盲孔法，即在测点打孔后多次扩孔，利用相似标定实验所得多组应变释放系数计算残余应力，可得不同深度残余应力的估算值。实测结果与定性分析结果吻合。测试结果还表明，复合钢板复层内存在残余庆力，且以拉－拉和拉－压应力状态为主，应力沿厚度方向非均匀分布，随深度增加应力增大，最大应力位于结合面附近，应力值超过100MPs。

安注箱用不锈钢复合钢板成形工艺模拟及评价

通过有限元模拟对复合钢板的冷/热成形过程进行数值计算,获取其在生产制造过程中所需要满足的剪切强度要求,并研究不同的成形工艺对复合钢板剪切性能的影响。研究发现,成形时的热处理是造成复合钢板剪应力变化的关键因素。无论采用何种成形工艺(冷成形或热成形),复合钢板(爆炸复合钢板和轧制复合钢板)的实际剪切强度性能均能够满足安注箱的制造需求。

变形率对316L/Q420不锈钢复合板界面结构和结合性能的影响

利用Gleeble-3800热模拟试验机制备了316L/Q420不锈钢复合板试样,采用拉伸试验、显微硬度仪、光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和电子探针等研究了变形率对316L/Q420不锈钢复合板界面结构和结合性能的影响。结果表明:316L不锈钢复层组织为奥氏体,Q420基层组织为贝氏体(B)+少量针状铁素体(AF),脱碳层(DL)组织为贝氏体(B)+多边形铁素体(PF)+少量针状铁素体(AF)。界面区域由渗碳层(CL)、过渡层(TL)和脱碳层(DL)组成,各层硬度分布规律为过渡层>渗碳层>脱碳层。原始界面(OI)上存在孔洞和SiMn氧化物,随着变形率增加,其形貌由不连续线状转变为球状颗粒,比例由36%降低至4%,渗碳层、过渡层和脱碳层的厚度逐渐降低,晶粒得到细化,过渡层的硬度峰值增加,复合板的抗拉强度先增加后趋于稳定,伸长率增加。复合板界面存在元素扩散行为,随着变形率的增加,Cr、Ni、C等元素的扩散层厚度逐渐减小。

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%。

14Cr1MoR+347H不锈钢复合板焊接

根据14Cr1MoR+347H不锈钢复合板的焊接特点,为避免在焊接过程中出现冷裂纹,确保焊接接头各方面性能满足设计要求,合理选用了焊接材料,制定了可行的焊接工艺和热处理工艺,并成功应用在生产实践中。

热轧碳钢/不锈钢复合板的界面厚度分析

研究了热轧工艺制度和Q235A普碳钢/304不锈钢复合板结合界面厚度的关系。结果表明,大于30%以上的大压下率试样剪切强度符合国标要求;大压下率轧制试样结合界面间元素扩散程度增大,界面厚度增加,复合板的结合强度也增强。

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。

316L-16MnR复合板不锈钢侧晶间腐蚀原因分析

采用GB/T4334.5-2000标准方法对不锈钢-低合金钢复合板进行晶间腐蚀试验,对不锈钢侧产生裂纹的原因进行了分析。结果表明,由于不锈钢板与低合金钢板的结合面上存在着不可抗拒的碳迁移现象,致使不锈钢板侧过渡区内的奥氏体晶界上聚集着大量的网状碳化物,从而造成晶界上的缺陷,使其在经过硫酸-硫酸铜溶液的腐蚀后,进行弯曲时产生了大量的晶间腐蚀裂纹。

一种有效提高不锈钢复合板焊接质量的措施

不锈钢复合钢板的基层与复层交界处的焊接属异种钢焊接,其焊接性受复层和基层的物理性能、化学性能、接头形式及填充金属等多种因素的影响,常产生焊接裂缝等问题。通过分析压力容器中筒体纵缝、筒节间和筒节与封头间的环缝焊接质量,探索在具体项目中,不锈钢复合板焊接合格率低的成因,提出了采用组合坡口设计和改变焊接顺序的具体改进措施。通过实施改进措施,将压力容器Q345R/S31603不锈钢复合板的焊接合格率从78%提升到了100%。