碳在热轧316L、310S奥氏体不锈钢-0.16%C Q345钢复合板界面的扩散行为

0.017%C 316L/0.076%C 310S钢与0.160%C Q345钢复合坯经1 200℃2 h加热,开轧1 150℃,终轧1 000℃,道次压下量20%~25%,轧制5道次,轧成试验用复合板。采用Thermo-Calc软件计算了复合板中不锈钢的伪二元平衡相图,得到了316L和310S钢在轧制温度下析出碳化物的临界碳含量分别为0.082%和0.076%,并利用菲克第二扩散定律对碳在热轧不锈钢-低碳钢复合板中的浓度分布进行分析计算,据此得出316L钢和310S钢碳的扩散距离分别为10μm和12μm(碳在316L钢中扩散距离为7μm),并与草酸腐蚀试验结果基本相符。复层用316L钢的复合板的耐蚀性优于310S钢。     

铝复合钢板

铝板在加热时容易在表面形成硬而脆的金属间化合物,并且铝与钢的屈服强度相差甚大,所以一般热轧复合方法不能用来制造铝复合钢板。因此,研究了在较低温度下轧制复合铝复合钢板的效果,即温轧法。在轧制铝复合钢板时,铝板(复层板)经炉内加热至400～540℃,然后置于轧机入口一侧预先置放在辊道上的常温钢板基层板上,随即进行轧制复合。轧制铝复合不锈钢板时,则将不锈钢板加热到经 300～     

热压316L/Q345R复合板的结合性能

热轧双金属复合板由于其优良性质而得到广泛使用,而如何改善其结合性能也成为业界内的研究热点问题.本文尝试采用分子动力学模拟的方法对316L/Q345R双金属板的高温结合性能进行系统研究.在建立316L/Q345R体系的原子结构模型的基础上,使用MD模拟方法对316L/Q345R体系的热压复合过程进行模拟,其中采用嵌入原子势函数来描述Fe、Cr和Ni之间的相互作用.分析了不同温度与压缩应变率对热压复合变形机制以及扩散层厚度的影响,并探讨了添加金属层对界面结合性能的改善效果.研究表明:温度的提高有利于形成较厚的扩散层,当双金属热压复合温度接近熔点时,此时在双金属复合界面获得的扩散层厚度远大于在较低温度复合时的扩散层厚度;应变率的提高会降低扩散层厚度,这主要因为在达到相同的压缩应变时,随着应变率增大和压缩时间缩短,原子的扩散时间缩短;在双金属之间添加一个晶格厚度的Ni层后,复合界面扩散层厚度比不含Ni复合时增加了134.5%,表明添加镍层能够明显提高扩散层厚度,但添加铬层对提高扩散层厚度的影响不大.      

Q345钢中厚板热矫直变形抗力与弹性模量数学模型的研究

根据中厚板矫直力的理论公式和Q345钢22～40mm板500～630℃矫直的生产实测数据,以变形抗力和弹性模量数学模型中的待定系数为优化变量,以矫直力计算误差最小为目标函数,采用单纯形法对待定系数进行优化计算,建立了Q345钢中厚板矫直过程变形抗力和弹性模量数学模型,得出Q345钢中厚板在500～630℃矫直过程随温度(T)提高,变形抗力(σs)降低:σs=-1080.1+4.8547 T-0.0048115 T~2;随温度(T)提高,弹性模量(E)先增加后减少:E= (-6.4807×10~5) +2576.5 T-2.3875 T~2。结果表明,矫直力的计算值和测量值的相对误差小于5%。     

轧制参数对板带热轧温度分布的影响

提出了一种研究Q345钢的模型,该方法基于使用有限元法（FEM）的热机械分析。为了评估材料在轧制过程中的轧制行为,采用了有限元程序Abaqus/Explicit,并对热轧工艺进行了三维建模。考虑了传热机构的合适模型,并预测了轧制带材的温度分布和热轧带钢轧制过程中的温度变化。考虑了以下各种工艺参数的影响:轧制速度（90～210 r/min）,较高的轧制速度导致变形金属内的温度降低;压下量（5%～15%）,更高的压下量导致表面和带材中心的温度降低;带材的初始厚度（115～345 mm）,在越大的板厚度中受到的热变形影响的区域的尺寸越小;传热系数[30～50 W/（m²·K）],随着传热系数的增加,带材的表面温度和中心温度降低。     

冷轧复合材料的复合工艺实验

 进行了钢 铜、钢 铝冷轧复合实验，即表面处理+复合轧制+轧后热处理。结果表明，复合轧制前，必须对基材和复合材料进行表面清洗，基材钢需进行表面毛化处理，要求表面粗糙度为Rz=81~101 μm，较薄的复合材料如铜、铝可不经毛化处理直接复合轧制。钢 铝无张力复合轧制所需总相对压下量为40%≤ε≤60%，钢 铜无张力复合轧制所需的总相对压下量为ε≥70%。应严格控制热处理的退火温度和保温时间，保温时间过长，会削弱复合面的强度；钢 铝退火温度控制在320 ℃左右，保温时间约1 h；钢 铜退火温度在550~600 ℃范围内，保温时间约15 h。研究认为复合轧制过程中，带材之间的相对跑偏、厚度比控制是亟待解决的问题。     

TA2/Q345B钛钢复合板复合界面缺陷分析

采用真空复合组坯+热轧技术制备了TA2/Q345B钛钢复合板,并通过光学显微镜、扫描电镜、万能拉伸试验机和弯曲试验机等对其微观组织和力学性能进行了观察、检验,研究分析了钛钢复合界面易产生的缺陷及其形成原因。结果表明,TA2复层和Q345B基层之间形成了冶金结合,整体结合良好,钛钢复合界面平整连续。但由于材料及工艺限制,钛钢复合板复合界面处易出现两种类型缺陷,这两种缺陷在钛钢复合板受力过程中均可作为裂纹源,对其界面的剪切和弯曲性能影响较大。     

低合金高强度结构钢Q345B特厚板的复合轧制工艺

去除两块规格为(/mm)210×1 630×2 570的Q345B钢连铸坯待复合面上氧化铁皮,开环周坡口,叠放并焊接在一起得到(/mm)415×1 630×2570的复合坯。对复合腔抽真空、密封、加热至1 220~1 260℃和在1 150℃轧制成100 mm特厚板,前3道次总压下率大于40%,终轧980℃。检验结果表明,Q345B钢复合板各项力学性能均达到GB6396-2008和GB1591-2008的要求,抗拉强度530~535 MPa,屈服强度325 MPa,伸长率27.5%~28.0%,厚度Z方向抗拉强度为520~530 MPa,断面收缩率30.0%~60.5%,界面组织结合率99%以上,拉伸试样断口为混合断裂和少量韧性断裂,冷弯性能良好。     

高建筑用Q345GJC-Z35特厚钢板的研制

 利用250mm连铸坯料,在3800mm宽厚板轧机上针对Q345GJC-Z35钢种进行了厚50～80mm钢板的TMCP工艺试验,确定了相应的热轧及控冷工艺条件。结果表明：采用碳的质量分数低于0.11%添加微量复合铌、钒、钛元素,按照2阶段控制,当轧到成品钢板厚度的2～3倍时开始待温,精轧开轧温度小于860℃,终轧温度为820～860℃,生产的Q345GJC-Z35高强度厚板的性能完全超出国家标准GB19879—2005要求,而且其钢板的平均断面收缩率都大于50%,远高于Z35钢板的技术要求。实现了钢板很好的强韧性匹配,工艺上不用后续热处理,减少了工艺流程,节约了成本。     

高性能经济性NM400耐磨钢板的研究与开发

以低成本高性能为目标,在Q345B基础上设计了一种新型Cr-B系NM400耐磨钢成分,并研究了轧制工艺、热处理工艺对试验钢组织性能的影响,最后对产品进行耐磨性试验。研究结果表明:新型低成本Cr-B系NM400钢的成分设计合理,轧制工艺在再结晶区采用较低轧制速度、较大压下量,未再结晶区采用1 s~(-1)以上的轧制速度,热处理工艺采用900～950℃的淬火温度和200～300℃的回火温度,钢板最终获得理想的微观组织。耐磨性试验结果表明新型Cr-B系NM400钢板表面布氏硬度超过395 HBW,抗拉强度超过1 280 MPa,断后伸长率27%,耐磨性良好,各项指标满足标准及用户使用要求。     

复合钢板

复合钢板又称包覆钢板,包覆钢(板)并不是新鲜事。不论国内或国外,在1000多年前,刀具、武器的制作,将高碳钢和纯铁锻接复合就形成刃部高强度,基体高韧性的刀具。 现在复合钢板多数是指两层或多层不同性能钢板的结合,故有复合——包覆钢板的名     

4004/3003/4004铝合金复合钎焊板包覆率研究

三层铝合金复合钎焊板是制造钎焊式热交换器的重要材料,其中4004/3003/4004是一种使用最为广泛的铝合金复合钎焊板。对4004/3003/4004铝合金复合钎焊板进行热轧复合,分析其包覆层宽度方向分布情况和上下包覆层厚度差异性,并研究不同初始包覆率下轧制后包覆率的变化规律,对实际生产中钎焊板包覆层厚度控制起到重要的指导作用。     

钛含量对Nb-Ti微合金化Q345A钢热轧板力学性能的影响

试验研究了钛含量对Q345A钢(%:0.08～0.10C、1.19～1.46Mn、0.017～0.029Nb、0.02～0.08Ti) 14～20mm热轧板力学性能的影响。结果表明,Ti=0.02%时,钢板的强度无显著变化,Ti为0.02%～0.04%时,钢板强度随Ti含量增加而增加;Ti≥0.04%时,钢板强度随Ti含量增加而下降。控制Nb-Ti微合金化重型汽车板用钢Q345A的Ti含量为0.02%～0.04%,可获得最佳强塑性配合。     

冷轧不锈钢-碳钢复合板弯曲裂纹的分析

通过“爆炸+轧制”法生产的0.80～1.20mm的304不锈钢碳钢(Q235A,08Al)304不锈钢复合板的厚度比例为1∶10∶1,该板在建筑门窗幕墙和日用炊具领域有广泛应用前景。冷弯试样产生裂纹的分析结果表明,基板含碳量高的Q235A钢(0.16%C)比基板含碳量低的08Al钢(0.06%C)出现裂纹的几率大,并且钢中夹杂物、钢的晶粒度和热处理工艺均影响冷轧复合板的弯曲性能。通过选择08Al钢为基层板,控制1050℃热处理工艺,使晶粒度级别≤8级,可明显改善冷轧复合钢板的弯曲性能。     

Q345系列低合金结构钢板的低成本生产实践

通过对钢板强化机理的分析,认为采用热机械轧制(TMCP)工艺替代控轧工艺,可以降低钢中贵金属Nb的加入量;同时对不含Nb成分体系钢板试样的CCT曲线进行研究,设计了合理的TMCP工艺,试生产出不同规格的钢板。结果表明,钢板质量满足Q345系列低合金钢板的要求,有效地指导了Q345系列低合金钢板的低成本生产。     

承钢复合强化Q550E的开发

针对国标中低合金耐低温冲击Q550E高强钢板的性能要求,发挥承钢自身钒钛优势,采用先进的V、Nb、Ti复合微合金强化设计思路,并对现有TMCP工艺优化,同时制定质量控制点要求。试制成品性能满足标准要求的Q550E,其中屈服强度700~740MPa,抗拉强度达765~810MPa,-40℃夏比V型冲击功≥75.61J。热轧卷板Q550E的成功试制,为高强度级别的低合金结构钢板Q690E提供了试轧可能。     

马氏体-奥氏体复合钢复合层数对组织性能的影响

 开发更高性能的钢铁材料是促进“双碳”目标达成的有效途径之一。引入碳扩散是制备超高强度-高塑性复合钢的有效方法。在课题组前期研究基础上,利用真空热轧的方式制备不同层数的复合钢。通过增加层数,减小了复合钢内各层的厚度,复合钢在1 150 ℃热轧复合后继续保温过程,实现碳元素从高碳层向低碳层的扩散。利用扫描电子显微镜、FEI-透射电子显微镜及X射线衍射仪对组织及相组成进行了分析,利用电子探针显微分析仪测量了元素分配情况,并进行了硬度和拉伸性能测试。结果表明,随着层数的增加,复合钢内碳元素分布发生了明显的变化,马氏体层内部的碳含量逐渐升高,奥氏体层内部的碳含量逐渐降低,碳元素浓度差逐渐降低。同时,复合钢的屈服强度、抗拉强度和总伸长率呈现出先增加后降低的趋势。当复合钢内层数为9、11层时,其强度和塑性均超过单层马氏体钢;均匀伸长率随复合钢层数的增加而逐渐提高,15层复合钢取得了最大值(约10.1%)。9层复合钢获得了最佳的强度和塑性组合,与单层马氏体钢相比,抗拉强度(1 733 MPa)和伸长率(23.6%)分别提高了60 MPa和7.1%;同时其塑性也超过了单层奥氏体钢。此外,随着层数的增加,也导致奥氏体层比例逐渐提高,导致15层复合钢的强度低于单层马氏体钢的强度。     

提高Q345系列钢板抗层状撕裂性能的生产工艺

Q345系列钢板主要用于重大项目工程用钢,随着国内已建(在建)项目的增加,研究如何提高Q345系列钢板抗层状撕裂性能的生产工艺意义重大。通过对钢板产生层状撕裂现象机理的分析,研究了影响Q345系列钢板抗层状撕裂性能的主要原因,并通过优化轧制工艺、热处理工艺、钙硫比、缓冷工艺以及钢板放置时间等措施改善钢板抗层状撕裂性能,提出与宝钢5 m厚板产线相适应的生产工艺及要点,为今后大生产稳定供货提供重要依据。     

轧制复合厚钢板的界面组织及力学性能

摘要：以Q345钢为原料，采用组坯抽真空热轧复合的方法制备了55mm的厚板，利用OM和SEM观察界面微观组织，结果表明，基体和复合界面组织均为珠光体+铁素体，再结晶细化晶粒效果显著。随累计压下率的增加，界面缺陷减少，界面结合强度提高，当累计压下率达到66.0%时，界面剪切强度达到321MPa，Z向抗拉强度达到520MPa，断后伸长率最高达到39.5%，满足GB/T 1591—2008《低合金高强度钢》的要求。但复合界面经强酸深度腐蚀后，即使经多道次轧制变形，其仍然存在被强酸腐蚀的痕迹；同时，冲击试验结果表明，复合界面的冲击功低于母材的冲击功。     

爆炸焊接金属复合的探讨与试验

采用硝铵炸药爆炸对以Q235碳钢板为基板、304不锈钢板为复板的两种金属材料进行复合探索试验.试验结果表明:在进行爆炸焊接作业时,要调整好炸药爆速、控制装药密度及厚度,才能取得较好的焊接效果.