2205双相不锈钢热轧复合板复层组织及性能研究

利用金相显微镜、透射电镜、电化学工作站和拉伸试验机等设备对2205双相不锈钢热轧复合板复层进行了组织分析及性能测试,并与热轧前双相不锈钢2205的组织和性能进行了对比。实验结果表明:2205双相不锈钢复合板复层热轧固溶后,细长的γ相与α相界面处出现波浪状褶皱,且两相界面向γ相迁移;沿奥氏体晶界处分布着大量细小的奥氏体亚晶粒,亚晶粒之间及亚晶粒与奥氏体晶粒界面连接处塞积大量位错,致使试样产生加工硬化现象,因此其强度和硬度均高于2205双相不锈钢;此外,2205双相不锈钢热轧复合板复层的腐蚀电位降低,耐点腐蚀和耐缝隙腐蚀性能降低。     

AZ31B镁合金和2205不锈钢爆炸焊接研究

采用平行法进行爆炸焊接,制备了AZ31B镁合金/2205双相不锈钢复合板。根据经验公式选择爆炸焊接参数,爆炸焊接的装药质量比R为2.7,复板和基板的最小间隙为4.3 mm。试验结果表明,复板上表面除雷管区有微小裂纹外,其它位置平整无缺陷。除去复合板边界效应区,用超声波检测复合板的结合率为98.9%。镁/不锈钢复合板界面拉剪强度为105.63 MPa,拉剪断口呈波浪状,拉剪断裂界面沿镁材撕裂。复合板三点弯曲试验表明,AZ31B_内/2205_外比2205_内/AZ31B_外有更高的弯曲载荷承受能力。     

终轧温度对2205/Q345C复合板界面组织和力学性能的影响

采用真空对称组坯+热轧法制备2205/Q345C复合钢板,研究了终轧温度对复合板界面微观组织、元素扩散、硬度分布及剪切强度的影响。结果表明:终轧温度为950~1100 ℃时2205/Q345C复合板的界面结合良好,基层Q345C钢板为铁素体+珠光体组织,复层2205双相不锈钢为奥氏体+铁素体组织。在界面附近,Q345C钢中的C向2205钢中扩散形成了脱碳层,而2205钢形成了“渗碳层”,且二者的深度均随终轧温度的增加而增加。2205钢中的Cr、Ni元素向Q345C钢中连续扩散,Cr原子扩散的剧烈程度高于Ni原子,扩散距离大于Ni原子,且二者的扩散距离均随终轧温度的升高而增加。随着终轧温度的升高,复合板的硬度变化不大,在界面附近2205钢硬度最高而Q345C钢硬度值最低,而界面的剪切强度略有降低,但均大于420 MPa,符合GB/T 8165—2008《不锈钢复合板和钢带》中剪切强度≥210 MPa的要求,且剪切断口中裂纹源区面积减小。终轧温度为950~1100 ℃时2205/Q345C复合板均获得了良好的力学性能。     

热轧单面不锈钢复合板的生产实践

采用"爆炸复合制坯+热轧"的工艺在热连轧生产线上进行了"304不锈钢+SPHC钢"的单面不锈钢复合板热轧试生产。通过两轮试制,所生产的不锈钢复合板界面剪切强度大于310 MPa,屈服强度大于210 MPa,抗拉强度大于340 MPa,断后伸长率大于42.5%,各项指标均达到GB/T 8165-2008的要求,不锈钢层和普通碳钢层结合度良好,复合界面平直而完美。     

双相不锈钢2205+Q345C复合钢板研制

爆炸复合钢板的关键工序是爆炸复合、热处理、覆层拼接及未结合补焊。介绍2205+Q345C双相不锈钢复合钢板的爆炸焊接工艺,通过控制板间距、炸药配方、炸药密度及厚度、地基等方面,获得了理想的结合质量。为消除爆炸焊接应力,通过选择合理的热处理工艺,复合钢板既获得了基材良好的力学性能又保证了覆层优异的耐腐蚀性能。同时,为满足标准或技术条件要求,通过控制覆层的拼接和未结合区域补焊的质量,获得了优良的焊缝性能。从而保证了2205双相不锈钢复合板的力学性能、耐蚀性、相比等均满足技术要求。     

2205双相不锈钢与304奥氏体不锈钢的焊接

采用焊条电弧焊(SMAW),以E2209作填充材料对2205双相不锈钢与304奥氏体不锈钢异种金属焊接工艺进行研究,通过优化焊接工艺参数,获得了具有良好力学性能和合适双相比例的焊接接头.接头力学性能测试表明,拉伸试样断裂发生在强度相对较低的304母材侧;2205母材侧热影响区的显微硬度值高于焊缝和2205母材,而304...     

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2.5～3 min.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342.6 MPa.     

2205双相不锈钢硫化物应力腐蚀机理研究

由于双相不锈钢中铁素体相和奥氏体相的合金元素含量不同,导致两相的耐点蚀当量PREN不同,耐腐蚀性能存在一定的差异,易于产生局部腐蚀。研究2205双相不锈钢油套管用无缝钢管硫化物应力腐蚀机理。研究结果表明:常温时,在硫化氢和拉伸应力的共同作用下,2205双相不锈钢失效原因是奥氏体点蚀;90℃硫化氢应力腐蚀试验后,2205双相不锈钢同时发生了奥氏体点蚀和铁素体选择性腐蚀。     

DSS2205轧制与爆炸复合板复层组织与性能分析

采用实验室化学浸泡、电化学腐蚀试验及维氏硬度测量技术研究了DSS2205爆炸及热轧复合板复层性能,利用金相显微镜、透射电镜分析了复层组织,并与复合前的DSS2205进行了对比分析。结果表明：相比复合前的DSS2205不锈钢,轧制和爆炸复合板复层腐蚀性能略有下降,硬度增加,但轧制复合板复层腐蚀性能优于爆炸复合板复层;轧制复合板复层组织为棒状奥氏体不完全呈一条直线分布于铁素体上,奥氏体发生再结晶;爆炸复合板复层仍为复合前的奥氏体和铁素体间隔分布带状组织,铁素体和奥氏体均出现变形。     

2205与15MnNiCrMoV异质钢焊接接头的耐蚀性能

双相不锈钢2205与低碳合金调质高强钢15MnNiCrMoV复合板焊接接头,35℃下,在质量分数为10%的HCl和H2SO4腐蚀溶液中,对其腐蚀产物进行了分析,结果表明,复合板焊接接头在HCl溶液中的耐蚀性较差,且热影响区的腐蚀程度均比焊缝处的严重;在H2SO4溶液中,焊接接头15MnNiCrMoV侧的腐蚀比在相同条件下的HCl中严重,尤其是热影响区对H2SO4的耐蚀性较差,而焊接接头双相不锈钢2205侧在H2SO4溶液中未发生腐蚀。其原因主要是在双相不锈钢表面形成了钝化型的Cr2O3、FeO、Cr-O等氧化物膜层。     

Effect of Interlayers on Microstructure and Properties of 2205/Q235B Duplex Stainless Steel Clad Plate

In this research,2205/Q235 B clad plates were prepared by a vacuum hot rolling composite process.The effects of adding Fe,Ni,and Nb interlayers on the bonding interface structures and the shear strengths of the clad steel plates were studied.The results showed that 2205 duplex stainless steel and the three interlayers produced a large amount of plastic deformation and low-angle boundaries,and the main structures were the recrystallized and deformed grains.There were many recrystallized grains in the microstructure of the Q235 B low-carbon steel due to the low deformation in the rolling process.The Fe interlayer had better wettability with the two kinds of steel,but the lower strength led to the reduction of shear strength by about14 MPa compared with the original clad steel plate.The C element in the Q235 B low-carbon steel easily diffused into the Fe interlayer,and the clad steel plate attained a poor corrosion resistance because a large decarburization area was formed.The Nb interlayer reacted with the Mo element in the 2205 duplex stainless steel to form an Nb-Mo binary alloy,which generated long-banded ferrite.The decarburization area was also produced because the Nb reacted with the C element in the Q235 B to form hard and brittle NbCx.As a result,the shear strength was significantly reduced by about 282 MPa,and the corrosion resistance of the bonding surface was deteriorated.The Ni interlayer did not react with the alloy elements in both sides,and therefore effectively prevented element diffusion and improved the corrosion resistance of the bonding surface.Due to the low strength of the Ni interlayer and the increased number of bonding surfaces of the clad steel plates,the shear strength was reduced to some extent(about 40 MPa),but it still met the engineering application standards.     

连续退火工艺对4.5%Cr冷轧耐候钢组织性能的影响

利用Multipas退火试验机模拟连续退火工艺,研究了退火工艺对4.5%Cr冷轧耐候钢组织性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,试验钢的强度先降低后增加,当退火温度为830 ℃时,强度最高,屈服强度均值为353 MPa,抗拉强度均值约为621 MPa。冷速(50 ℃/s、30 ℃/s)对试验钢强度影响有限。当退火温度≤800 ℃时,试验钢的组织只发生了回复再结晶,组织由铁素体、珠光体和碳化物组成。当退火温度＞800 ℃,铁素体组织发生了奥氏体化,冷却后形成了贝氏体。当Cr含量(质量分数)提高至4.5%,试验钢的相对腐蚀速率为26%(相对于Q345B钢),相对普通耐候钢SPA-C耐候性能提高约一倍。     

热基镀锌高扩孔钢的组织性能研究及其工业试制

热基镀锌是提高高扩孔钢耐腐蚀性能的重要手段之一。利用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机和成形试验机等设备,研究了退火温度对铁素体贝氏体型高扩孔钢组织性能的影响,并进行了450 MPa级热基镀锌高扩孔钢的工业试制。结果表明:随退火温度由710 ℃升高至790 ℃,钢中渗碳体颗粒逐渐溶解,贝氏体体积分数先升高后降低,铁素体晶粒尺寸先增大后趋于稳定,屈服强度和抗拉强度先升高后降低,断后伸长率先降低后升高。不同退火温度下,试验钢的扩孔率均达到85%以上。工业试制产品具有良好的组织和性能均匀性,其横向屈服强度为396 MPa、抗拉强度为477 MPa、断后伸长率为27.5%、烘烤硬化值为42 MPa、扩孔率大于80%,各项性能均达到标准要求。     

退火温度对冷轧DP980钢力学性能的影响

利用连续退火模拟机对DP980试验钢进行了连续退火试验,并通过扫描电镜、电子背散射衍射、透射电镜等研究了不同退火温度下(775、800、825和850 ℃),试验钢显微组织的演变规律和力学性能的变化趋势。结果表明:试验钢的屈服强度随着退火温度的升高而不断增大(从705 MPa增大到850 MPa),抗拉强度和断后伸长率则随着退火温度的升高而不断减小(抗拉强度从1150 MPa减小到1030 MPa;伸长率从8.9%减小到5.3%),这与试验钢的显微组织构成和形态分布密切相关。此外,不同退火温度下,试验钢的加工硬化率曲线均呈现单调下降的趋势。     

喷丸和盐酸酸洗对2205双相不锈钢热轧板氧化层微观结构的影响

利用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)配合能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)研究了 2205双相不锈钢热轧板经过退火和喷丸处理后的氧化层组成和结构,并分析了盐酸及混酸(HNO₃+HF)酸洗后表面钝化膜微观组织结构,利用电化学测试手段分析了酸洗后钢的耐蚀性,进一步提出了热轧退火2205双相不锈钢板在喷丸和酸洗过程中氧化层去除演变模型。结果表明:喷丸处理对于2205双相不锈钢表层富Fe氧化物的去除效果明显,但是不能去除内层致密的富Cr氧化层。盐酸预酸洗由外向内可以进一步去除喷丸后致密氧化层,硝酸和氢氟酸终酸洗可去除退火产生的贫Cr层,使得钢表面形成富含Cr₂O₃的钝化膜。2205双相不锈钢经混酸终酸洗后表现出比盐酸预酸洗后更高的自腐蚀电位和更大的容抗弧半径,说明混酸酸洗有利于提高2205双相不锈钢的耐蚀性能。     

TMCP工艺对双相不锈钢2205厚板性能的影响

利用热轧机组轧制试验研究了热机械控制(TMCP)工艺及轧后辊道待温时间对双相不锈钢2205厚板综合性能的影响。结果表明,TMCP态与热轧退火态相比铁素体含量更高;抗拉强度和硬度提高较多;塑性、低温冲击韧性和耐点腐蚀性能相当。随着辊道待温时间的增加,铁素体含量不断减少,相界处锯齿状奥氏体增多并最终融合形成岛状奥氏体。同时材料的抗拉强度、硬度和冲击韧性先增大后减小,在150 s时达到最大;耐点腐蚀性能则逐渐下降。     

铝-钢爆炸复合板腐蚀性能

采用爆炸焊接方法获得了三种不同的铝-钢爆炸复合板,通过测试其在人造海水中的腐蚀速率,对其腐蚀性能及特征进行了讨论。结果表明:铝-钢爆炸复合板在人造海水中主要发生电偶腐蚀,钢基板腐蚀较轻,铝复板加速腐蚀并且表面形成许多点蚀坑。以不锈钢为基板的铝-钢复合板的腐蚀速率最大。随着时间的延长,三种复合板的腐蚀速率逐渐变小并趋于稳定。     

时效对2205双相不锈钢在硫环境下的电化学腐蚀行为

采用极化曲线法和电化学阻抗法,分析了经不同时效时间后的2205双相不锈钢在3.5%的NaCl+(1,5,10) g/L S介质溶液中的电化学腐蚀特性。研究表明：经过时效处理(800℃)的2205双相不锈钢会产生析出相(σ相),对2205 双相不锈钢的腐蚀有严重影响;随着时间的延长,σ相析出量明显增多,耐腐蚀性越弱。此外, 随着硫单质的加入,也促进了不锈钢的腐蚀。