热轧不锈钢复合板组织与性能分析

采用真空电子束焊接技术对304不锈钢和Q235B碳钢进行焊接组坯,以对称轧制方式进行热轧得到了1/6 mm规格的不锈钢复合板。通过拉伸试验机、金相显微镜和扫描电镜等设备对复合板板形、结合面组织和力学性能进行了检测分析。其结果显示:采用真空电子束焊接组坯和热轧工艺得到的304/Q235B复合板板形平整,板厚控制均匀,结合面无间隙,各项方学性能良好,其中剪切强度为450 MPa,远高于不锈钢复合板国家标准要求的210 MPa,达到了R1级标准。剪切接头断口存在大量韧窝,为韧性断裂且断裂位置为Q235B基层侧。     

退火温度对TA2/Q235爆炸复合板组织性能的影响

对TA2/Q235爆炸焊接复合板在500～600℃进行了退火处理,分析了退火温度对TA2纯钛晶粒尺寸及复合板显微硬度的影响规律。结果表明:TA2/Q235爆炸焊接复合板在500～600℃退火时,TA2纯钛晶粒尺寸先增大后减小再增大,575℃退火可获得细小均匀的组织; TA2纯钛显微硬度先减小再增大再减小,575℃退火时TA2纯钛显微硬度最高;综合考虑退火温度对TA2纯钛晶粒尺寸和力学性能的影响规律,TA2/Q235爆炸焊接复合板在575℃下退火较合理。     

热处理消除Q235钢焊接残余应力机理的研究

对Q235钢焊接件进行不同工艺条件下的退火热处理,采用盲孔法测定了处理后各试件的焊接残余应力,以此为基础分析了热处理温度及时间对消除Q235钢焊接残余应力的作用效果,研究了热处理消除焊接残余应力的作用机理,得出Q235钢在退火处理过程中屈服强度的降低及蠕变后的应力松弛在不同温度下决定了残余应力降低的效果.     

真空对称轧制304+Q235B复合板生产实践

针对304+Q235B复合板试制过程中出现的坯料出炉后鼓包、轧制开裂、探伤不合格等问题,确定了合理的坯料精整工艺、加热制度和轧制工艺,成功开发了以304+Q235B为代表的不锈钢复合板,综合合格率达到97%以上。     

奥氏体不锈钢复合板制压力容器不同热处理工艺对焊接接头性能的影响

奥氏体不锈钢复合板制压力容器在化工企业有着大量的应用,但奥氏体不锈钢复合板因为基层和覆层属于不同的材质,焊接工艺比较复杂。当奥氏体不锈钢复合板制压力容器的壁厚较厚或者有特殊要求时,为消除焊接残余应力,需要对压力容器进行热处理,如果焊接工艺和热处理工序掌握不当,会出现各种焊接质量问题。对S30408+Q245R奥氏体不锈钢复合板的焊接工艺和热处理工序进行了研究。     

热轧不锈钢复合板储罐焊接技术研究

针对304L/Q235B不锈钢复合板的母材成分及其焊接特点,对其焊接工艺和焊接性进行研究,选用E309L-16焊接复层和过渡层,E4315作为基层的填充金属。采用V型坡口,通过一定的焊接工艺和参数进行焊接。焊后对焊接接头进行力学性能测试,微观组织分析和耐腐蚀测试。结果表明,该工艺可以获得高质量的焊接接头,可用于不锈钢复合板建造储罐的实际应用。     

热处理工艺对爆炸焊接TA1/Q345 R复合板 残余应力分布影响

为研究热处理工艺对爆炸焊接TA1/Q345R复合板残余应力的分布状态的影响,采用爆炸焊接的方法试验制备了钛复层为4 mm的TA1/Q345R复合板试板,并使用钻孔法测量了不同热处理温度试板(热处理制度为:分别随炉升温至480℃/540℃/620℃/700℃,保温2. 5 h,随炉冷却)复层残余应力的分布。试验表明:热处理后TA1/Q345R复合板钛复层残余应力由爆炸态的拉应力状态转变为压应力状态,随着热处理温度提高TA1/Q345R复合板钛复层内残余压应力增大,但是620℃以上热处理,复合板钛复层0～2 mm内残余应力向压应力转变继续增大趋势不明显。     

爆炸焊304/Q345R复合板热处理工艺及分析

研究了不同热处理工艺对爆炸焊304/Q345R复合板显微组织、力学性能和耐蚀性的影响。结果表明304/Q345R复合板最佳的热处理方案为(880±15)℃,1 h,风冷。     

550℃热处理对Q345R/316L复合板焊接接头残余应力及腐蚀性能的影响

为了研究550℃时的热处理工艺对复合板焊接接头残余应力及腐蚀性能的影响,本研究对首钢公司生产的13 mm+3 mm厚的Q345R/316L复合板进行了焊接。复合板焊接后对接头进行了550℃保温2 h的热处理,分别对热处理前后的残余应力及耐晶间腐蚀性能进行了测试。研究发现,该热处理工艺处理后的复合板焊接头碳钢侧的最大残余应力降低了58%,不锈钢侧降低了27%。复合板不锈钢焊缝区经热处理后,组织出现碳化铬析出,导致了晶间腐蚀性能不合。     

基于SPH法的爆炸焊接边界效应二维数值模拟

为了揭示造成爆炸焊接边界效应的机理,文中借助LS-DYNA软件,采用无网格的SPH法分别对复板厚度为2 mm、基板厚度为16 mm的Q235/Q235、TA2/Q235、304不锈钢/Q235复合板进行爆炸焊接边界效应的二维数值模拟. 观察不同组模拟过程中的复板飞行姿态,复板撕裂均发生在与基板碰撞之前. 当基板保持一致,炸药分别为乳化炸药与膨化铵油混合炸药,复板为TA2时均比复板为Q235钢以及304不锈钢的撕裂尺寸更大;当基板、复板均为Q235钢,乳化炸药条件下比膨化铵油混合炸药条件下复板的撕裂尺寸更大. 结果表明,在复板、炸药变化的情况下,爆炸焊接的边界效应依旧存在,只是产生的边界效应的严重程度有所不同;复板极限抗拉强度越低或炸药爆轰速度越高,边界效应现象越严重.     

服役温度对TA2/Q235爆炸复合板剪切强度的影响

通过热处理模拟TA2/Q235爆炸复合板服役过程,揭示服役条件对复合板组织及剪切性能的影响规律,探讨剪切损伤机理,明确TA2/Q235服役温度范围。结果表明:服役温度大于200 ℃时,服役温度越高或服役时间越长,TA2/Q235爆炸焊接复合板剪切强度越低;TA2/Q235爆炸焊接复合板高温服役时结合强度降低的主要原因是界面结合区组织的二次再结晶及金属间化合物的进一步长大;TA2/Q235爆炸焊接复合板适合在500 ℃以下长时间服役,500~600 ℃服役时间不能超过7天,若提高该材料服役温度到500 ℃以上,必须严格限制复合板结合界面金属间化合物的形成。     

大跨度钢结构复合板的焊接工艺与性能研究

采用焊条电弧焊+埋弧焊方法对大跨度钢结构Q235/TP304复合板进行了多层多道次焊接试验,研究了复合板焊接接头的显微形貌、显微硬度、力学性能和拉伸断口形貌。结果表明,焊缝截面厚度方向上,中间过渡层的显微硬度明显高于基层Q235焊缝和复层TP304焊缝,且基层Q235焊缝显微硬度要高于复层TP304焊缝;Q235/TP304复合板焊接接头的强度高于TP304和Q235母材的,断裂位置都在母材处;复层TP304和基层Q235的拉伸断口表现出了韧性断裂的特征,过渡层断口表现出准解理断裂特征。     

热处理对复合板焊接接头中316L不锈钢焊缝组织及耐蚀性的影响

对Q345碳钢/316不锈钢复合板进行焊接,并对焊接接头进行了不同工艺的热处理;通过组织观察、晶间腐蚀试验和应力腐蚀试验研究了热处理工艺对316L不锈钢焊缝组织和耐蚀性的影响。结果表明:316L不锈钢焊缝组织均为奥氏体+条状铁素体;随热处理次数增加,奥氏体晶界变宽,二次热处理后在316L不锈钢焊缝奥氏体晶界处有明显Cr23C6析出,并形成了贫铬区,容易发生晶间腐蚀和应力腐蚀,降低了316L不锈钢焊接接头的耐蚀性。     

热处理对含铜节镍奥氏体不锈钢性能的影响

在304奥氏体不锈钢中加入3wt%的铜,通过真空感应炉熔炼后浇注成方形铸锭,经过均匀化处理再轧制成薄板进行研究。采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、能谱等手段研究了铜元素的加入及热处理方式对304奥氏体不锈钢显微组织、力学性能和抗腐蚀性的影响。结果表明:铜在304不锈钢中以固溶的形式存在,固溶的铜可以抑制马氏体的生成,使不锈钢在保证一定的强度下,塑韧性得到提高;不同的热处理使含铜304不锈钢呈现不同的组织状态和性能,随退火温度的升高,不锈钢的强度、硬度逐渐降低;随固溶时间缩短,不锈钢的强度、硬度提高,塑性增加;固溶处理使不锈钢耐腐蚀性较退火和轧制态有明显提高,二种热处理方式相比表明,固溶时效处理后的含铜不锈钢的综合性能最优。     

城市输水用Q235B+304不锈钢复合管环焊焊接工艺

不锈钢复合管内侧为具有耐腐蚀性能的不锈钢,外侧为具有一定强度的碳钢,成为新一代环保型输水管。为了研究8 mm+2 mm厚城市输水用Q235B+304不锈钢复合钢管的环焊焊接工艺,试验选用合理的焊接材料及坡口形式等,获得了复合板与复合板、复合板与碳钢板的焊接接头。通过拉伸、冲击、弯曲试验评价两种焊接接头的力学性能;通过检测接头不锈钢焊道化学成分,评估复合管焊接接头内侧不锈钢焊道的耐晶间腐蚀性能。结果表明,所采用的焊接工艺获得的接头力学性能满足技术要求且富余量较大,复合管接头不锈钢焊缝获得了A+(5%~10%)δ组织,耐晶间腐蚀性能优异。     

爆炸焊接可焊性窗口下限药量试验研究

在T10／Q235复合板的爆炸焊接试验中发现,成功爆炸焊接所需的实际最少药量比传统可焊性窗口下限动态参数确定的药量还减少了15％－20％左右,由此给出爆炸焊接药量系数修正式。依据修正式对3Cr13/Q235、1Cr18Ni9Ti／铸钢和62硬质黄铜／Q235复合板进行实际爆炸焊接生产检验,不仅大大减少了焊接药量和减轻了爆炸效应对环境的危害,而且复合板的焊接质量也完全满足工程的使用要求。因此,将修正式定义为对复合板爆炸焊接生产具有重要实际指导意义“最佳焊接药量窗口”。     

热处理对爆炸焊接316L/Q235B复合板组织和性能的影响

本文研究了不同热处理制度对316L/Q235B复合板组织和性能影响,结果表明:随着热处理温度提高,316L/Q235B复合板拉伸强度、剪切强度、界面硬度降低,而伸长率提高了。640℃以下热处理,基层Q235B钢组织只发生回复,未有明显再结晶,复合板界面硬度值降低较少。920℃正火后复合板界面硬度降低至280 HV以下,加工性能明显改善。     

304不锈钢/Q235钢的多层爆炸焊接

为解决传统爆炸焊接中能量利用率和工作效率较低的问题,提出了一种多层爆炸焊接新方法.以五层爆炸焊接为例,304不锈钢板和Q235钢板分别作为复板和基板,进行了多层爆炸焊接和传统单层爆炸焊接的对比试验,并对爆炸焊接窗口和复板碰撞速度进行了理论计算. 结果表明,与传统爆炸焊接技术相比,五层爆炸焊接中可节省炸药量63%,并且五层爆炸焊接技术通过一次爆炸作业可获得五块焊接板,有利于提高爆炸焊接作业的工作效率. 此外,得到了304不锈钢和Q235钢的爆炸焊接窗口并对结合质量进行了预测,试验和预测结果吻合良好.     

热处理工艺对爆炸焊接C276/Q345R金属复合板性能的影响

爆炸焊接C276/Q345R金属复合板兼具哈氏合金C276的高耐蚀性和碳钢Q345R的强度而被广泛应用于航空航天、核电工程和军事装备等重点工程领域。爆炸焊接后的C276/Q345R复合板热处理一直是行业研究热点。本文采用对比分析的方法,对爆炸复合后的C276/Q345R金属复合板进行了一系列热处理实验研究,分析了热处理工艺对复合板力学性能和耐蚀性能的影响。结果表明,采用1120 ℃、30 min水冷的热处理工艺,可以在保证复层具有优异耐蚀性的条件下界面显微硬度得到大幅改善,为后续的机加工艺创造有利条件,对实际生产具有指导作用。     

5083Al/1060Al/TA1/Ni/SUS304五层爆炸复合板退火组织演化及力学性能

为改善5083Al和304不锈钢爆炸焊接质量,提升隔热效果,本研究采用1060Al、TA1和Ni作夹层材料,制备了具有热传导梯度的五层爆炸复合板。为消除爆炸焊接后的残余应力,减少绝热剪切带和微裂纹等缺陷,采用550℃×60min退火工艺对五层爆炸复合板进行退火处理,并通过SEM、EBSD和万能试验机等手段,分析研究退火对其组织演化及力学性能的影响。结果表明：五层爆炸复合板的4个焊接界面均呈波形,且在界面处存在微裂纹、孔洞、绝热剪切带和漩涡区等缺陷。经退火处理,4个焊接界面均发生不同程度的再结晶,微裂纹、绝热剪切带等缺陷得到有效改善;5083Al/1060Al/TA1界面的β相和Al-Ti金属间化合物增多,TA1/Ni界面在原TiNi₃熔化层的基础上新增TiNi熔化层和Ti₂Ni熔化层。界面抗拉剪强度均有所降低,但均仍远高于相应国标使用要求;拉脱试样在5083Al/1060Al界面断裂分离。