轧制压下率、路径对NiCoCr合金微观结构和力学性能的影响

通过开展不同轧制压下率和路径的轧制实验,制备了具有不同比例和尺寸的纳米孪晶和纳米晶结构NiCoCr合金。透射电镜表征结果表明,单向轧制压下率50%样品中微观结构特征以纳米孪晶和高密度位错为主。当压下率达到90%,由于剪切带在纳米孪晶片层结构中的开动,孪晶体积分数下降,同时剪切带内形成大量尺寸为35 nm的纳米晶结构。多方向轧制样品中微观结构以纳米晶结构为主,平均尺寸为27 nm,略小于单向轧制压下率90%样品中的纳米晶尺寸。拉伸实验结果表明：相比于轧制前固溶态粗晶合金,单向轧制压下率50%纳米孪晶镍基合金强度大幅提高,合金屈服强度和抗拉强度分别达到1 312 MPa和1 396 MPa。压下率90%轧制样品屈服强度高达1 599 MPa,变方向轧制样品屈服强度更是高达1 705 MPa。同时拉伸试验数据表明,晶粒细化可以有效地提高材料强度,但是材料的延伸率显著下降。     

轧制复合厚钢板的界面组织及力学性能

以Q345钢为原料,采用组坯抽真空热轧复合的方法制备了55 mm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321 MPa,Z向抗拉强度达到520 MPa,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。     

热轧钛/钢复合板显微组织和性能

为了研究轧制温度和压下率对钛/钢复合板复合强度的影响,采用真空热轧法制备了TA2/Q235B复合板,利用扫描电子显微镜、能量色散谱仪对复合板界面组织特征进行了观察。结果表明,在轧制温度为850~1 050℃时,随着温度的升高,靠近复合界面碳钢侧的铁素体区厚度增加,同时,复合界面上生成的化合物增多,使复合面的剪切强度降低。大压下率更有利于提高复合强度,在轧制温度为850和950℃、压下率为58%和轧制温度为1 050℃、压下率为70%时,复合面剪切强度均达到了国家标准中0类钛/钢复合板标准。     

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。     

厚钢板轧制过程变形渗透规律试验研究

通过单道次模拟轧制试验,研究了不同压下率和形状比时坯料厚度中心的变形渗透规律,结果表明,随形状比增加,中心渗透变形率增大;试验条件下,当形状比达到0.7时,轧件中心渗透变形率已达到50%以上。在特厚板实际生产中,要根据轧机及原料条件尽量提高单道次轧制形状比,并在最少道次内保证将形状比提高到0.5以上。     

矩形断面铜包铝连铸坯轧制成形导电扁排的工艺及性能

采用水平连铸直接复合成形工艺制备了断面尺寸为50 mm×30 mm×3 mm×R4 mm的铜包铝复合棒材,通过多道次平辊轧制和精整拉拔,制备了断面尺寸为60 mm×8 mm的铜包铝复合扁排,研究了合理的轧制工艺、扁排的力学和导电性能.结果表明:扁排的最终轧后宽度与侧边部开裂具有相关性,可通过轧制过程的压下量分配和轧制温度控制扁排宽度,从而防止边部开裂.合理的轧制温度为室温至200℃.在室温平辊轧制时,较为合理的轧制制度为5道次平辊轧制,第1道次压下率为20%左右,最大道次压下率为30%左右.轧后经1道次精整拉拔,可获得外形尺寸精确、表面质量良好的铜包铝复合扁排.经退火处理后,铜包铝复合扁排电阻率为2.084×10-8Ω·m,抗拉强度为122.7 MPa,延伸率为22.0%,界面剪切强度为25.9 MPa.      

热轧7075/AZ31B复合板的显微组织及结合性能

为了研究热轧铝/镁复合板结合强度的变化规律,本文综合考虑压下率、轧制温度和轧制速度等多种轧制参数,单道次热轧制备了7075 Al/AZ31B Mg复合板。结果表明:在复合板轧制过程中由于热和强变形作用组织发生了动态再结晶,且增大轧制速度有助于镁基体产生完全动态再结晶。在相同轧制温度下,铝镁复合板结合强度均随压下率增加先升高后降低;强度升高是由于界面元素扩散宽度的增大和镁合金近界面晶粒组织的细化所致,强度降低是由于大变形导致镁基体近界面处产生裂缝,以及塑性功产生热量过多使得镁基体温度升高导致的镁侧晶粒长大所致。对复合板进行拉剪实验,铝镁结合界面剪切强度较低时,断裂发生在复合界面处且成脆性断裂特征,强度较高时断口形貌呈韧性断裂特征,断裂发生在镁基体侧。      

316奥氏体不锈钢中厚板轧制晶粒度控制研究

针对316不锈钢中厚板晶粒度控制问题在实验室进行了一系列的轧钢试验,分别对钢坯原始组织状态、总轧制压缩比、单道次变形率3个因素进行分析。试验结果表明,当轧制压缩比超过6时,钢坯原始组织状态对中厚板全厚度晶粒均匀性无明显影响;钢坯加热温度、道次压下量相同时,总压缩比为6生产工艺能够轧制出全厚度晶粒均匀的钢板;当轧制总压缩比为4时,单道次压下率超过30%时,钢板表面晶粒度为2级和7级混晶组织;单道次轧制变形量均小于10%时,即使轧制总压缩比足够大,钢板热轧态晶粒度依然不均匀。     

基于改善30CrMo钢大棒材心部致密度轧制工艺有限元模拟

对表面和心部温度分别为1150℃和1240℃的30CrMo钢350 mm×450 mm铸坯轧制Φ230 mm棒材的工艺过程进行有限元模拟,以研究单道次10%～30%压下率、100 mm总压下量时双道次50 mm-50 mm、10 mm-90 mm、90 mm-10 mm等轧制工艺对棒材心部致密度的影响。结果表明,单道次压下率20%时心部致密度有一定改善,压下率30%改善明显;总压下量100 mm时50 mm-50 mm轧制工艺心部致密度改善最不明显,10 mm-90 mm工艺心部致密度改善最明显。现场轧制结果符合模拟结果。     

不锈钢复合板界面组织形貌

界面微观组织形貌严重影响不锈钢复合板的界面结合强度及其抗蚀性能,为此,采用氩气保护轧制复合法制备了SUS304不锈钢/普碳钢复合板,对复合板界面区显微组织、元素扩散以及嵌合现象进行了观察分析。结果表明,不锈钢/普碳钢两种金属在界面区域发生了不同程度的相互嵌合,随着轧制道次增加,嵌合程度加深,界面孔洞减少,界面结合强度提高。在界面附近,碳元素穿越界面向不锈钢侧发生扩散,碳化物相主要分布在晶界上,XRD及TEM检测结果表明,富铬碳化物相为M23C6型碳化物。不锈钢复合板剪切强度随压下率增加而增大,经过总压下率为74.5%的轧制后,剪切强度达到361 MPa。     

不锈钢/碳钢耐蚀海水带肋钢筋轧制复合工艺

摘要：海洋工程用带肋钢筋要求有耐氯离子腐蚀能力，但选用双相不锈钢生产成本过高，不锈钢 碳钢轧制复合钢筋则可兼顾耐蚀性和低成本。覆层采用2205不锈钢，基材为低合金钢20MnSi，用有限元方法模拟钢筋的热轧复合过程，分析轧制过程尤其是成品孔中轧件的变形规律。有限元仿真发现，矩形组合坯料无孔型轧制时，其角部复合困难，而成品孔轧制时，钢筋横肋根部的应变最大，覆层在此位置减薄显著，应选择合适的复合坯覆层厚度。在实验室采用焊接、真空处理和热轧方法制备了直径为16mm的复合钢筋，屈服强度为485MPa，抗拉强度为701MPa，断后伸长率约为37.1%，复合界面剪切强度为317.5MPa。复合钢筋呈良好的冶金结合，Fe和Cr的扩散层厚度约为40μm。该工艺生产的复合带肋钢筋成本较不锈钢降低50%以上。     

压下率对真空热轧NM360/Q345R复合板微观组织和拉伸断口的影响

采用真空热轧法轧制NM360/Q345R复合板,借助光学显微镜、扫描电镜和元素能谱分析等手段,对压下率分别为30%、50%、70%和80%时的复合板进行了界面微观组织和拉伸断口分析.结果发现:复合界面平直,耐磨钢侧发生明显的脱碳现象,随着压下率增加,脱碳层厚度减小;当压下率为30%和50%时,界面附近有长条状或黑色点状夹杂物,经EDS分析为Mn和Si的氧化物,这些夹杂物的存在对界面结合质量有严重影响,拉伸断裂后复合界面出现明显的分层开裂;当压下率达到70%时,界面结合紧密,未发现孔洞和裂纹,断裂面上有大量明显韧窝,拉伸断口为典型韧性断裂方式.     

304不锈钢扁钢丝轧制过程中的宽展研究

研究了室温下304奥氏体不锈钢Φ5.5 mm盘条通过Φ160 mm二辊轧机经33.1%～68.0%压下量单道次无张力轧制的宽展规律。结果表明,宽展的变化受轧制过程中金属流动均匀程度的影响:当压下率Δh/h0小于58.9%时,随变形量增加,宽展增加明显,拟合得到宽展计算公式W₁^,=5.11(Δh/h0)+4.92,当压下率大于58.9%时,变形较均匀,随压下量增加,宽展增加很小。     

复合轧制工艺对Al/Mg复合板冶金结合层组织和性能的影响

采用AZ31镁合金和纯铝进行高温复合轧制制备镁-铝复合板,使其兼具铝的表面耐蚀性和镁合金的高比强度特性.采用金相显微镜、扫描电子显微镜和电子万能拉伸机等设备,研究了不同热轧温度及退火工艺参数对铝-镁复合界面的显微组织和结合强度的影响.结果表明:300℃轧制,镁-铝复合板出现严重边裂;450℃轧制,边裂消失;在轧制温度为400℃、压下率为50%、300℃退火2 h的条件下得到的复合板界面结合强度最大,为7.5 MPa.     

退火温度对Cu/Mo/Cu轧制复合板微观组织和力学性能的影响

对Cu/Mo/Cu板材进行了单道次复合轧制,研究了退火温度对Cu/Mo/Cu复合板微观组织和力学性能的影响。结果表明:退火温度对铜板的微观组织影响较大。随着退火温度的升高,复合界面处的细小晶粒分布趋于均匀;当温度高于400℃时,铜晶粒发生再结晶长大,组织粗化。随着退火温度的升高,复合板的结合强度逐渐升高;400℃时达到最大值76 MPa;温度继续升高时,结合强度迅速下降。复合机制主要为裂口结合机制。     

镁/铝复合板材制备工艺及性能研究

为了改善镁合金板材的耐腐蚀性能,文章采用轧制复合工艺,将A5052铝板包覆在AZ31B镁合金铸轧板坯表面,通过多道次大压下轧制工艺制备出了镁/铝复合板,并考察了复合工艺、热处理工艺对复合板组织、力学性能的影响。研究结果表明:当轧制温度为300~400℃、道次压下率为30%~40%时,镁、铝板材可以实现良好的复合,但随着复合板材热处理温度的提高,复合界面脆化程度增大,板材力学性能下降,镁/铝复合板材的热处理温度应控制在H24温度以下。     

异步轧制铜/铝双金属复合板变形行为的研究

采用异步轧制复合工艺制备了铜/铝双金属复合板,分析了轧制工艺参数对复合板变形行为的影响,结合轧制变形区金属受力状态探讨了复合过程中的金属变形及流动规律.结果表明:异步轧制变形区内界面摩擦剪切作用直接影响母材的受力状态,共同变形区内双金属间的搓轧作用对金属流动及结合效果影响最大.异步速比越大,硬质金属变形越大.总压下率增大时,组元金属压下率均呈正比关系增加,且软、硬两种金属的压下率差值越来越小.     

热轧工艺对不锈钢包覆铁屑复合板性能的影响

 为了研究不锈钢与铁屑的复合性能,采用热轧方式,利用金属固态回收理念制备不锈钢包覆铁屑复合板。通过金相显微镜对不锈钢与铁屑的接触界面进行分析,采用剪切试验及拉伸试验对复合板进行性能测试,研究了热轧工艺条件对不锈钢和铁屑复合性能的影响。研究结果显示,较大单道次压下量仍未使两金属复合的原因是大压下量并不能使铁屑间孔洞完全消失,铁屑在宽展方向仍有流动空间。但当单道次压下量较小而累积压下量达到17 mm时,试件剪切强度为225 MPa,已达到国家规定。因此,一定的累积压下量是影响不锈钢与铁屑复合的关键因素之一。在铁屑中添加石墨粉可以改善材料的力学性能,提高轧后试件的抗拉强度和剪切强度,但会降低其伸长率。     

非对称热轧单面不锈钢-碳钢复合板生产工艺研究

釆用“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% 。     

冷轧变形量和退火对双相高强度钢DP780应力分布的影响

860℃终轧水冷的3 mm双相钢DP780热轧板(/%:0.09C,0.17Si,1.94Mn,0.009P,0.003S,0.23Cr)分别经单道次压下率1.0%和6.0%冷轧至1 mm板,并经780℃5 h退火处理。利用X射线衍射法及剥层法分别分析了双相高强度钢DP780不同单道次压下率冷轧后和退火后的表层残余应力及厚度方向上残余应力的分布。实验结果表明,单道次压下率对双相钢DP780应力分布影响较大,道次压下率为6.0%时表层残余应力值较大且随着厚度方向的深入,应力值逐渐减小,道次压下率为1.0%时表层残余应力值较小,且随着厚度方向的深入,应力值先增加后减小,两者在厚度中心位置应力都达到最大压应力。退火可以显著减小残余应力,1.0%道次压下率钢板表层残余应力减小了50%,6.0%道次压下率钢板表层残余应力减小了75%,两者在退火完成后厚度方向残余应力分布规律基本一致。