压下率对热轧不锈钢复合板组织与性能的影响

研究了总压下率对热轧Q235B/304L不锈钢复合板组织性能的影响。结果表明：热轧不锈钢复合板界面平整,碳钢侧组织为铁素体和珠光体,且随压下率的增加,珠光体体积分数增加;碳钢侧存在一定宽度的脱碳层;C元素的扩散层即复合层为白色带状区域,且宽度随压下率增大而减小;沿扩散层分布有Si、Mn的氧化物,氧化物的分布密度随压下率增大而减小。不锈钢复合板的剪切强度均远大于国家规定的210 MPa,且随压下率增加,剪切强度增加。     

压下率对不锈钢复合板制备的影响规律

复合界面结合状态直接影响复合板整体质量,界面结合性为复合板质量评价的主要性能指标。为制定保证复合板界面实现良好结合的合理压下率,采用有限元软件ANSYS对压下率10%、30%、50%下的Q345R低合金钢/316L不锈钢复合板真空热轧复合成形过程进行了模拟,并对不同压下率下复合板厚度方向上的应力场、应变场的分布规律进行了分析,实现不同压下率下复合板界面结合性判定,制定合理压下规程,并进行试验验证。结果表明,当压下率10%时,复合板界面结合处变形不稳定,无法实现良好的结合;随着压下率增大,复合板界面结合状态渐好;当压下率50%时,复合板界面结合处应力比较均匀,变形稳定,应变分布均匀,变形协调性较好,能够实现良好的界面结合。     

界面Ni层对热轧不锈钢复合板结合性能的影响

研究了不同厚度(0、0.1及0.2 mm)的Ni层在不同的压下条件下对热轧不锈钢复合板结合强度的影响。利用光学显微镜、扫描电镜及EDS能谱仪对热轧不锈钢复合板的组织及界面元素分布等微观特征进行了研究。结果表明,Ni层的加入会明显阻止元素的扩散,并能减少界面氧化物的比例,但在一定程度上会降低界面的结合强度。     

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。     

扩散退火对热轧高硼不锈钢复合板界面组织的影响

采用复合浇铸+热塑性成形工艺制备出硼含量不同的热中子屏蔽材料不锈钢复合板.复合浇铸过程中芯层与覆层界面处的间隙通过大变形量的热轧变形完全可以实现冶金结合.研究表明:复合板经1150℃,2、4、6h的扩散退火,扩散处理过程中硼原子在界面附近的扩散速率很低,扩散速率随着中间层硼含量的增加而变化程度不大.随着保温时间延长,硼原子的扩散距离也在增加,但其扩散速率是逐渐降低的.硼化物的半径随着保温时间延长而增加,但随时间不断延长,增长速率逐渐变慢,在保温过程中基本是稳定存在.因此,从高硼不锈钢复合板高温氧化及节约能源考虑,扩散退火时间控制在2h左右为宜.     

不锈钢复合板多道次热轧工艺模拟试验研究

应用Marc弹塑性有限元软件建立了不锈钢复合板多道次二维热轧模型。通过对轧制过程温度场、应力场及应变场的计算分析，结合提出的复合界面达到冶金结合的判定条件，给出了确定最小累计变形率的方法，同时结合实验条件制定了合理的轧制规程；通过复合板轧制试验及相关组织性能测试结果分析，验证了在不增加设备损耗和安全使用性能的情况下，通过小的单道次压下率，大的多道次累计变形率的轧制方法可以获得结合良好的不锈钢复合板。     

不同冷轧压下率对不锈钢性能的影响研究

本文旨在研究不同冷轧压下率对不锈钢性能的影响,并探讨其机制和优化关系。通过对不锈钢的基本性能概述和冷轧压下率的影响机制进行分析,结合实验方法和材料选择,进行了不锈钢性能的测试和结果分析。研究发现不同冷轧压下率对不锈钢的性能产生了显著影响,不同影响因素之间存在相互作用。通过结果分析和讨论,探究了不锈钢性能与冷轧压下率之间的优化关系,并提出了相关的改进建议,对优化不锈钢生产工艺有着重要的理论和实践意义。     

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.     

热轧碳钢/不锈钢复合板结合界面碳钢的组织演变

研究了不同热轧工艺制度下碳钢/不锈钢复合板中碳钢界面组织的演变规律。结果表明,碳钢轧制后界面处压成微小粒子的奥氏体难以析出珠光体,轧制压力促使其发生相变形成铁素体区。单道次轧制结合界面有碳化物薄层析出,并随压下率增加而变厚,第二道次轧制碳原子在内应力作用下扩散碳化物层消失。铁素体内部析出碳化物使剪切强度增加,碳化物薄层使剪切强度降低。     

热处理对热轧不锈钢复合板组织性能的影响

对热轧奥氏体不锈钢复合板的热处理工艺进行了研究,利用金相显微镜对基层碳钢组织进行了观察,通过剪切、拉伸及冲击等试验对热处理前后的界面结合性能及力学性能进行了研究,并对复层不锈钢耐蚀性进行了测量.结果表明,热轧不锈钢复合板基层碳钢组织主要为铁素体和珠光体,强度较低,复层不锈钢的耐腐蚀性也较差;快冷处理后,复合板的强度增加,但由于快冷基层碳钢产生了大量的马氏体和贝氏体组织,塑性明显下降.回火后试样的塑性有明显改善,但仍不能满足使用要求.快冷+缓冷处理后,碳钢层组织为较细小铁素体、贝氏体和少量珠光体,不锈钢复合板力学性能符合标准要求.热处理后的不锈钢复合板抗剪切强度均＞ 380 MPa,界面结合性好;复层不锈钢的腐蚀速率从热轧后的36.2 g/(m2-h)降低到了2 g/(m2·h)左右.最佳热处理工艺为高温(1000℃)快冷+低温(500℃)缓冷.     

采用纯铁中间层热轧钛合金/不锈钢复合板显微结构和性能

针对钛/不锈钢不易直接热轧复合的问题,通过添加工业纯铁为中间层材料,采用真空轧制的方法制得钛合金/不锈钢复合板。利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪和拉剪实验,研究纯铁中间层和不同温度对复合板界面组织特征和性能的影响。结果表明:添加纯铁中间层后,在轧制温度为750～950℃、压下率为20%时,随着轧制温度的升高,复合面抗剪切强度增加,在轧制温度为950℃时,复合效果最好,复合界面抗剪切强度达到248 MPa;在高温1050℃时,纯铁和钛合金的交界面上生成β-Ti和Fe_2Ti化合物会降低复合强度。     

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。     

采用铜和铌复合中间层的钛合金与不锈钢的真空热轧焊接

采用铜(纯铜及含稀土元素钇的铜) 铌的复合中间层进行了钛合金与不锈钢板的真空热轧焊接试验,测试了接头拉伸强度,并利用金相显微镜、扫描电镜、XRD、能谱对连接界面的微观结构、断口形貌及中间层材料铜的组织进行了分析,结果表明,连接界面结合良好,无未焊合或开裂处;焊后未生成金属间化合物,在铌-钛合金界面处存在一厚度约为2.5μm的过渡层,而铜-不锈钢、铌-铜界面的过渡层厚度约为1.9μm;焊后铜晶界处产生了空洞,断口形貌显示出现了沿晶开裂的现象;稀土元素r的加入可以细化铜的晶粒,在相同的焊接工艺参数时含有稀土元素Y的铜层中未形成空洞,随着钇在铜中的质量百分含量由0.01%增加到0.02%,细化晶粒的效果更加显著,与采用纯铜作为中间层材料时的抗拉强度(326.9 MPa)相比分别提高了51.3MPa(铜中含钇0.01%,质量分数)和61.7 MPa(铜中含钇0.02%质量分数).     

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.     

304L/SA516Gr70不锈钢复合板焊接接头的组织与性能分析

针对304L/SA516Gr70不锈钢复合板,采用钨极氩弧焊方法并选用ER309L焊丝焊接覆层和过渡层,选用E5015焊条电弧焊焊接基层.对焊接接头进行拉伸强度等力学性能测试,结果表明,拉伸试样断裂于母材,焊接接头的抗拉强度达573.4 MPa,断口呈明显的韧性断裂;观察接头金相组织表明,过渡层焊缝组织为黑色的蠕虫状和...     

Q245R/0Cr18Ni9不锈钢复合板焊接工艺及接头力学性能

采用等离子弧焊(PAW)、不添加焊丝的方法对基层碳钢进行打底焊接,再采用埋弧焊(SAW)、选用焊丝H08Mn A、焊剂SJ101对碳钢基层进行盖面焊接;其次采用非熔化极电弧焊(TIG)、选用焊丝ER309L和ER308L分别焊接Q245R/0Cr18Ni9不锈钢板的过渡层和复合层。对复合板接头进行力学性能测试,结果表明接头的抗拉强度、屈服强度以及延伸率均在母材力学性能要求的范围内,且拉伸试件的断裂部位均在母材部位,对不锈钢复层进行晶间腐蚀试验,腐蚀之后焊缝表面并没有发生腐蚀开裂;进一步说明焊接工艺的可行性,能够满足实际生产需要。     

Influence of diffusion bonding conditions on bonding strength of damping copper alloy to stainless steel

The experimental investigation of different tran sition metals was carried out in the diffusion bonding joints of Cu alloys (CuAlBe) to stainless stee l (1Cr18Ni9Ti). The microstructure of the joint was analyzed with microscopic examination, SEM, EPMA and X-ray diffraction. Following conclusions have been draw n: (1) The joint strength with the Ni interlayer was higher than that with Cu in terlayer when the welding parameters were same;(2)When Ni interlayer was thinner ,Al could interact with Ni and Fe,and the intermetallic compounds,such as Fe3A letc,were formed in the interface,which decreased the strength of the joints;(3 ) When the bonding temperature was higher,because of the diffusion of Cu in Ni being faster than Ni in Cu,a Kirkendall effect was produced,which also decreased the strength of the joints.