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。     

冷轧铜/铝复合板横向界面结合强度研究

研究了冷轧铜/铝复合板横向界面结合强度,运用有限元方法模拟了铜/铝复合板结合界面处中性面位置的法向应力和金属的横向流动速度,通过单道次冷轧制备了55%～75%压下率的铜/铝复合板,研究了复合板的结合强度、界面和剥离界面。结果表明,在同一压下率下,从复合板边部到中部,结合界面处中性面位置的法向应力显著增大,金属的横向流动速度逐渐减小;结合界面处中性面位置的法向应力和边部金属的横向流动速度随压下率增大而逐渐增大;55%～75%压下率时,中部界面平直、光滑,边部界面出现缩孔和裂缝。冷轧铜/铝复合板中部结合强度比边部高。     

6061/AZ31B/6061对称复合板的组织与力学性能研究

本文在理论分析与模拟计算的基础上,通过热轧制备了6061 Al/AZ31B Mg/6061Al对称复合板,并对其组织结构和力学性能进行了研究。首先通过经典复合板理论计算得到了复合板中6061Al的最佳包覆率,再通过有限元方法模拟得到了复合板的最佳压下率。依据理论分析和仿真计算得到的铝的最佳包覆率和复合板的最佳压下率,对6061 Al/AZ31B Mg/6061Al复合板进行组坯,并在不同轧制温度、不同压下率和不同退火时间下进行了轧制实验,最后对实验得到的复合板进行了微观组织、拉伸性能和能谱分析。结果表明,在复合板的复合界面处的镁层中发现了再结晶晶粒,且界面上形成了由Mg17Al12和Mg2Al3组成的金属间化合物;随着轧制压下率的增大,6061 Al/AZ31B Mg/6061Al复合板的拉伸强度、延伸率和界面扩散厚度显著增大;随着轧制温度的升高,复合板的拉伸强度、延伸率和界面扩散厚度也增大;而随着退火时间的增加,复合板的拉伸强度降低,但界面扩散厚度增加。     

钢铝双金属复合板的轧制及其界面分析

采用不同的表面处理方式制备了20钢和纯铝板基材的冷轧双金属复合板,并用剥离试验法测定了钢铝双金属复合板的结合强度,对比得出了最佳表面处理方式。在此方式下,研究了压下率对钢铝双金属复合板结合强度的影响,得出最佳压下率。采用电子显微镜、扫描电镜观察分析了复合板结合界面的金相组织、结合面形貌、元素分布及基材表面形貌。结果表明:化学处理和机械处理相结合的表面处理方式可以提高复合板的结合强度。在最佳表面处理方式下,当压下率为65%时,钢铝双金属复合板的结合强度最高,为13.3 N/mm(误差值±0.1 N/mm)。复合板界面钢侧没有Al元素扩散,Al侧没有Fe元素扩散,界面结合方式以机械结合为主。     

6061 Al/AZ31B Mg/6061 Al对称复合板的组织与力学性能（英文）

在理论分析与模拟计算的基础上,通过热轧制备了6061 Al/AZ31B Mg/6061 Al对称复合板,并对其组织结构和力学性能进行了研究。首先通过经典复合板理论计算得到了复合板中6061 Al的最佳包覆率,再通过有限元方法模拟得到了复合板的最佳压下率。依据理论分析和仿真计算得到了铝的最佳包覆率和复合板的最佳压下率,对6061 Al/AZ31B Mg/6061 Al复合板进行组坯,并在不同轧制温度、不同压下率和不同退火时间下进行了轧制实验,最后对实验得到的复合板进行了拉伸性能测试、微观组织和能谱分析。结果表明,在复合板的复合界面处的镁层中发现了再结晶晶粒,且界面上形成了由Mg_(17)Al_(12)和Mg_2Al_3组成的金属间化合物;随着轧制压下率的增大,6061 Al/AZ31B Mg/6061Al复合板的抗拉伸强度、延伸率和界面扩散厚度显著增大;随着轧制温度的升高,复合板的抗拉伸强度、延伸率和界面扩散厚度也增大;而随着退火时间的增加,复合板的抗拉伸强度降低,但界面扩散厚度增加。     

热轧碳钢/不锈钢复合板界面组织及性能分析

研究了热轧工艺对碳钢/不锈钢复合板中碳钢界面组织的演变规律。结果表明,随压下率增加,单道次轧制试样的碳钢基体铁素体内部析出的碳化物增加,且具有一定方向性;2道次轧制试样铁素体内部析出的碳化物颗粒消失。3层复合板中不锈钢厚度比较大,抗拉强度与4层试样相近,4层试样伸长率增加较为明显。     

热轧5A06/AZ31铝镁复合板结合界面

用热轧法制备了5A06/AZ31铝镁层状复合板材,通过金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、多功能力学性能试验机等仪器,研究分析了轧制工艺参数对5A06/AZ31铝镁复合板界面形貌及结合强度的影响,并分析了其结合机制。轧制温度、压下率分别控制在430℃～450℃、35%～50%时热轧制备的5A06/AZ31铝镁层状复合板具有良好的结合界面,其结合界面具有一定的元素扩散层;扩散层厚度影响着复合板的结合强度,界面结合强度随轧制变形量和温度的增加呈现先增后降的现象;在轧制温度450℃、压下率45%时出现强度峰值,约为72. 57N/mm~2。     

非真空复合轧制的实验工艺研究

为研究非真空环境下复合轧制的实验工艺,对某种低碳微合金钢组坯在氩气环境下焊接后进行复合轧制,对轧后复合板界面结合处进行组织以及力学性能检测。非真空轧制板材具有少量的缺陷并集中于板材末端;界面结合处未发现原始痕迹,且无由于氧化而产生的孤立状非结合部位;结合度实验未发现肉眼可见的剥离裂纹;界面结合强度实验表明界面结合强度随累计压下率的增加而增加;对拉剪位置断裂的断口分析可知,在压下率较低时界面结合处保持原有试样形貌,且断口处未发现夹杂物。实验结果表明非真空复合轧制实验工艺板材力学性能良好。     

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。     

异温轧制制备钛/铝复合板的变形协调性与复合性能

采取只加热钛层的方法实现协调变形轧制制备钛/铝复合板,通过剪切实验、金相显微镜、扫描电子显微镜,研究压下率、钛层加热温度对钛/铝复合板的厚比分配、剪切强度和界面的影响。结果表明:随着钛层温度的升高和总轧制压下率的增大,钛铝复合板的钛层和铝层变形率差值逐渐减小;当温度为800℃,轧制压下率为50%时,铝层和钛层的变形率分别达到了51.4%和48.6%,钛铝复合板变形趋于协调。钛与铝的结合界面剪切强度达到107.5 MPa,基本接近铝基体的剪切强度。加热过程中钛板表面会产生氧化层,但是在较大轧制压下率下,钛的氧化层会撕裂,金属铝挤入裂缝与新鲜钛金属接触,在强大压力和高温作用下,钛、铝元素相互扩散从而达到牢固的冶金结合。     

22MnB5高强钢与201不锈钢温轧复合板组织性能研究

采用温轧工艺制备22MnB5高强钢与201不锈钢的复合板,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射、拉伸实验等方法研究了复合板的界面组织及力学性能。结果表明,温轧工艺制备的不锈钢复合板从基层到覆层之间依次为脱碳层、结合界面、渗碳层3种组织形貌。脱碳层的厚度随着压下率的增加而增大,覆层的奥氏体组织发生了形变诱发马氏体相变,热处理后的基层组织为板条马氏体。复合板界面处出现元素的相互扩散,且C、Cr、Mn元素的扩散能力较强,热处理后扩散层厚度增加。随着压下率的逐渐增加,复合板的抗拉强度增加、伸长率降低。热处理后复合板的抗拉强度达到1160 MPa以上,伸长率有所提高。     

不同轧制压下率对热轧NM500/Q345/NM500复合板界面微观组织的影响

轧制压下率是影响复合板界面结合质量的重要因素之一。本文研究了轧制压下率对NM500/Q345R/NM500复合钢板界面微观组织的影响。借助光学显微镜、扫描电镜分析了压下率分别为30%、50%、70%的复合板界面微观组织、界面元素分布和缺陷成分。结果表明:随压下率的增大,晶粒变得细小,两侧组织差异减小,铁素体和珠光体分布得更均匀,珠光体的含量增多;当压下率为30%和50%时,复合板界面存在孔洞和颗粒状缺陷,缺陷处为Si和Mn的氧化物和部分硫化物,界面的氧化物随变形程度增加逐渐破碎,数量减少,尺寸也越来越小,当压下率为70%时,复合板界面组织和元素分布均匀,无明显的孔洞缺陷。     

铜/铝/不锈钢三层复合板成形工艺研究

试验研究了铜/铝/不锈钢三层复合板成形工艺,旨在充分利用各组元的优越性,为应用于散热及炊具等方面用复合板原料提供技术支持。依据轧制复合及热处理工艺理论,主要对铜/铝/不锈钢复合板轧制及热处理成形工艺进行了试验研究。结果表明,随着轧制压下率的增加,复合板的抗拉强度和界面结合强度逐渐增大,杯突值逐渐降低;不锈钢层与冲头接触的杯突值大于铜层与冲头接触的;最优轧制工艺参数:加热温度350℃,保温5 min~10min,压下率33.3%;350℃退火1 h获得了较为理想的抗拉强度及界面结合强度。     

轧制工艺对复合钢板组织的影响

将实验用钢板分别在空气下电弧焊及氩气下等离子焊焊合成复合坯,加热至奥氏体化温度,保温0.5 h后分别进行3组热轧复合轧制工艺研究。用WAW-1000C电液伺服万能试验机测试复合板试样复合界面的结合强度,用ZEISS金相显微镜、XL30TMP扫描电子显微镜及EDAX能谱仪观察复合界面的金相组织。结果表明,氩气下等离子焊接轧制复合钢板性能优于空气下焊接轧制的,界面杂质少、氧化程度小。单道次压下率为15%时,复合钢板界面存在明显的间隙,随着道次压下率的增加,晶粒逐渐细化。对于氩气下等离子焊接复合坯的复合轧制,当压下率达到30%时,钢板的复合界面消失,而空气下电弧焊接复合坯的复合轧制,累积压下率达到60%时,钢板的复合界面痕迹仍然存在。     

Cu/Mo/Cu复合板界面变形及厚度配比

采用热轧+温轧方法制备Cu/Mo/Cu复合板,研究轧制工艺对复合板结合界面及组元厚度配比的影响。结果表明：经过轧制变形后,铜钼界面实现紧密结合且结合机制为齿状啮合,铜层外表面和靠近界面层的晶粒比中部细小;随着变形量的增加,铜层等轴状晶粒沿轧制方向被拉伸,界面结合效果明显改善,且由齿状变得较为平直。分析组元厚度配比,铜层变形量较钼层的大,随着总压下量的增加,组元压下率的差值减小,变形量逐渐趋于一致;首次提出了Cu/Mo/Cu三层复合板厚度配比的关系,为实际选择原料提供依据     

热轧NM360/Q345R复合板力学性能及界面微观组织的研究

研究了轧制压下率对热轧NM360/Q345R复合板力学性能和微观组织的影响。借助万能拉伸试验机、光学显微镜等手段,分析了压下率分别为30%、50%、70%的复合板的力学性能和组织形貌。研究发现:随着压下率的增加,复合板的抗拉强度和伸长率均增大;当压下率为30%和50%时,界面结合质量较差,拉伸断裂后可观察到界面出现明显的分层开裂;当压下率达到70%时,拉伸断裂面平整,未出现分层。借助光学显微镜和电子背散射衍射,界面处存在大量细小晶粒,界面处的变形有利于再结晶成核。     

移动感应加热异温轧制钛/铝复合板的协调变形和力学性能

提出了一种移动感应加热异温轧制制备钛/铝复合板的方法,应用电磁感应单独加热移动的钛板,与室温铝板轧制复合,实现钛和铝的协调变形,提高了复合板的结合强度。采用ANSYS有限元软件模拟移动感应加热过程中钛板的温度变化过程,确保在轧辊入口位置时,钛板沿宽度方向温度分布均匀。基于有限元模拟结果确定钛板移动速度和感应加热参数,并进行了移动感应加热和轧制复合实验,研究了不同压下率对于钛/铝复合板协调变形和结合强度的影响。结果表明：随着压下率的增加,钛/铝变形率差值先减小后增大,当轧制压下率为39.4%时,钛/铝轧制变形率基本一致,轧后复合板平直,界面剪切强度最高,达到124.6 MPa,剪切断裂发生在铝基体上。     

波-平轧制钛/铝复合板界面组织特性及性能研究

建立Ti/Al复合板波-平轧与平轧有限元模拟并进行实验,分析不同轧制方式对复合板微观组织及力学性能的影响。结果表明,复合板压下率为40%时翘曲程度较35%更低,波-平轧复合板的等效应力及应变均大于平轧复合板,其结合界面未发现孔洞与裂缝,波峰处界面扩散层厚度为1.8μm,波谷处为2.4μm,而平轧复合板的界面扩散层厚度为1.6μm,并且波-平轧复合板Al板的再结晶程度高于平轧,其抗拉强度,抗弯性能,硬度也高于平轧复合板,但由于加工硬化作用延伸率较低。     

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。     

感应加热异温轧制制备钢/铝复合板

采取感应加热的方法异温轧制制备钢/铝复合板,整个过程处于一种Ar气保护氛围,研究了钢/铝复合板的结合性能和微观组织,并与冷轧工艺进行对比,分析了异温轧制工艺对结合性能的影响。结果表明:异温轧制的复合板由于钢层加热温度高于钢的动态再结晶温度,轧后碳钢组织出现等轴晶粒,发生了动态回复和再结晶,并且在钢侧近界面处产生一层平均晶粒尺寸约为5μm的等轴细晶区,相比于冷轧复合板,大大降低了复合板的加工硬化现象。异温轧制的钢/铝复合板微观界面贴合紧密,无孔洞和间隙,跨界面的Al和Fe元素扩散宽度达到2.4μm,复合板达到了良好的冶金结合状态,并且近界面的细晶区改善了板材性能,使得异温轧制复合板的剪切强度远高于冷轧板,在45%压下率下达到了85 MPa,是同等压下率冷轧复合板剪切强度(12 MPa)的7倍,冷轧板断裂发生在钢/铝结合面处,为脆性断裂,而异温轧制的复合板断裂发生在铝合金基体,剪切断面存在大量韧窝,呈现塑性断裂特征。