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。     

建筑用钢筋的轧制工艺研究

采用菱-菱孔型系统对不锈钢与碳钢覆层钢筋进行了轧制试验,研究了轧制道次、压下量、轧制温度与后推力对覆层钢筋轧制界面组织与剪切强度的影响。结果表明,随着轧制道次、压下量、轧制温度的增加界面复合效果得到改善,剪切强度逐渐增加。在相同道次下,采用后推力轧制后试样的界面结合效果都优于未施加后推力的轧制试样。     

热轧碳钢/不锈钢复合板的界面厚度分析

研究了热轧工艺制度和Q235A普碳钢/304不锈钢复合板结合界面厚度的关系。结果表明,大于30%以上的大压下率试样剪切强度符合国标要求;大压下率轧制试样结合界面间元素扩散程度增大,界面厚度增加,复合板的结合强度也增强。     

碳钢-黄铜-不锈钢瞬间液相扩散结合区组织与性能

采用OM、SEM、EDS、EPMA、显微硬度和剪切试验等方法,研究了H62黄铜中间层20钢/304不锈钢瞬间液相扩散结合区组织与性能。结果表明,结合区发生Fe、Cr、Ni、Cu、Zn原子互扩散,异种金属界面获得良好的冶金结合,抗剪强度可达到270 MPa以上;碳钢/黄铜界面有含Cr、Cu、Ni、Zn的"岛状"富铁相形成,扩散温度由950℃增加至1100℃,岛状组织形态由不连续状转变为连续状,并向黄铜中间层中生长,随着扩散时间的延长,贯穿于中间层,使结合区硬度增加,抗剪强度提高;950℃扩散复合,碳钢/黄铜界面有铬碳化物形成,剪切断裂发生该处,断口呈脆性穿晶断裂;1100℃扩散复合,碳钢/黄铜界面无铬碳化物形成,剪切断裂发生在黄铜/不锈钢界面,断口呈韧性断裂。     

碳钢-黄铜-不锈钢瞬间液相扩散结合区组织与性能北大核心CSCD

采用OM、SEM、EDS、EPMA、显微硬度和剪切试验等方法,研究了H62黄铜中间层20钢/304不锈钢瞬间液相扩散结合区组织与性能。结果表明,结合区发生Fe、Cr、Ni、Cu、Zn原子互扩散,异种金属界面获得良好的冶金结合,抗剪强度可达到270 MPa以上;碳钢/黄铜界面有含Cr、Cu、Ni、Zn的"岛状"富铁相形成,扩散温度由950℃增加至1100℃,岛状组织形态由不连续状转变为连续状,并向黄铜中间层中生长,随着扩散时间的延长,贯穿于中间层,使结合区硬度增加,抗剪强度提高;950℃扩散复合,碳钢/黄铜界面有铬碳化物形成,剪切断裂发生该处,断口呈脆性穿晶断裂;1100℃扩散复合,碳钢/黄铜界面无铬碳化物形成,剪切断裂发生在黄铜/不锈钢界面,断口呈韧性断裂。     

复合板轧制压下率对碳钢组织及相变的影响

研究热轧压下率对Q235A碳钢与304不锈钢复合板中碳钢组织的影响。结果表明:珠光体数量随压下率增加而增多,分布更加均匀,先共析铁素体随压下率先增加后减小。轧制形变试样产生内应力促进奥氏体的共析转变;碳原子从被压碎的晶粒内部向外部扩散,导致珠光体增加、先共析铁素体减少。轧制后晶粒细化及析出均匀的碳化物使材料抗拉强度提高。     

瞬间液相复合温度对碳钢/不锈钢双金属复合材料的影响

研究了复合温度对碳钢/不锈钢双金属复合材料剪切强度、复合界面组织以及断面形貌的影响。结果表明,剪切强度在复合温度为1100℃时达到最大,最大为202.7MPa;随复合温度的升高,中间脆性相组织面积逐渐减少,中间脆性相更易完全析出。     

冷却速度对碳钢-不锈钢热压复合材料组织及力学性能的影响

本试验以Gleeble-1500D热模拟试验机模拟实际工业生产中的热轧复合。冷却速度是影响界面结合效果的一个重要参数,本次试验中采取了0. 1、0. 5、1、22℃/s这4组不同的冷速来研究碳钢-不锈钢结合界面的组织以及力学性能的变化。结果表明,随着冷速的增加,原子扩散距离变短。界面附近脱碳层厚度变薄,碳钢侧开始出现针状铁素体组织,在22℃/s时碳钢侧组织直接转变为贝氏体,使脱碳层消失。而相应的当冷速为0. 5℃/s时剪切强度最小为325 MPa,22℃/s时剪切强度最大为520 MPa。     

中间材Ni对轧制碳钢-不锈钢复合界面的影响

为研究由于复合板生产中元素扩散引起的复合板性能恶化的问题,采用Ni箔作为中间材对碳钢-不锈钢的复合轧制进行研究。对焊接及抽真空后的组坯加热至1 200℃,保温后分4个道次进行轧制,并对添加与未添加中间材Ni的轧后复合界面进行氧化夹杂、组织、成分以及显微硬度检测。试验结果表明,碳钢-不锈钢氧化性夹杂主要由外来引入的连续夹杂和板坯内部残留氧化性气体所引起的点状夹杂组成,且Ni的加入不影响夹杂的成分及数量;中间材Ni能够保证界面结合处足够含量的Ni且有效地抑制C元素的扩散,从而解决了碳钢-不锈钢复合轧制中的"增碳贫铬"问题;中间材Ni的加入还能够有效地避免高硬度Cr的碳化物在复合界面处的形成。     

Ni-P中间层厚度对碳钢/不锈钢瞬间液相复合的影响

研究了不同Ni-P中间层厚度对碳钢/不锈钢双金属复合后剪切强度、金相组织、冶金结合层P含量的影响。结果表明,在中间层厚度为20μm时达到最大结合强度,最大强度为120 MPa;冶金结合层中共晶相形态随着Ni-P中间层厚度的增加逐渐由棒状变为块状析出;中间层厚度增加导致P扩散路径延长,从而使冶金结合层中P含量逐渐增加。     

保温时间对钎焊Al_2O_3/碳钢界面结构及结合强度的影响

用Cu-Ti活性钎料对Al2O3陶瓷/碳钢实施钎焊,用透射电镜、扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪对界面微观结构进行表征,研究了钎焊温度1050℃、不同保温时间(10~40 min)对接头界面微观结构和剪切强度的影响。结果表明,保温30 min得到的钎焊接头具有较好的界面组织形态和较高的剪切强度。在此工艺条件下界面结合区有3层组成,即近陶瓷侧以Ti4Fe2O为主的反应层,近钢侧以Ti Fe2为主要析出相的扩散层,在反应层和扩散层之间为Cu固溶体+Ti4Fe2O相,各层组织比较致密,微孔缺陷较少,接头剪切强度达到99 MPa。     

不锈钢/碳钢复合钢筋内外温差轧制工艺研究

为考察轧件内外温差对不锈钢/碳钢复合钢筋热轧变形及性能的影响规律,通过有限元软件模拟不锈钢/碳钢复合钢筋热轧过程,并实验测量了不同温差下金属间的结合强度。结果表明,不锈钢/碳钢复合钢筋坯料的温度梯度影响着钢筋变形以及金属间的冶金结合。提高坯料表面温度,不锈钢外壳轧制后的不均匀程度增加,沿圆周方向壁厚差为0.32 mm,但两金属间形成更致密的冶金结合,剪切强度为247 MPa,较均温条件下提高了62.5%。坯料表面水冷提高了金属间的接触应力和芯部金属的三向应力,但等效应力/该温度下的屈服应力值随水冷时间延长而降低,水冷1.5 s后两金属的剪切强度为0,金属间不能形成冶金结合。     

连铸连轧非调质钢的强度计算及其预报

非调质钢的强度为α-Fe基体细化强度与固溶强化、奥氏体析出碳化物弥散强化、界面强化和过饱和铁素体析出碳化物的析出强化的强度增量之和．以细晶铁素体强度为基础,利用相最强键上的共用电子数nA及相界面电子密度差△p计算了连铸连轧非调质钢固溶强化、界面强化、弥散强化和析出强化的强度增量．给出了一组计算非调质钢连铸连轧终轧强度的公式．可根据化学成分和工艺规定的终轧晶粒尺寸计算终轧强度,或根据技术要求的强度给出相应的轧制晶粒尺寸与化学成分间的最佳组合．实现了化学成分——轧制晶粒尺寸——终轧强度的计算机预报．     

不锈钢／碳钢热轧复合工艺及性能

对不锈钢/碳钢复合板轧制过程进行首道次压下率和扩散退火处理工艺试验,利用扫描电镜,拉伸实验机等设备,研究了不锈钢和碳钢的热轧复合工艺,结果显示,采用首道次压下率为50%,扩散退火温度为900℃,保温时间为60min的工艺为理想的工艺制度,复合材的界面结合强度达到97N/mm,能够满足对材料性能的要求。     

碳钢/Cu/碳钢系统轧制——扩散复合等温凝固过程的动力学模拟计算

采用厚度为50μm的纯铜箔作为中间层,在1 100 ℃下对低碳钢板进行了轧制—扩散复合,考察了塑性变形对界面结合强度和中间层厚度的影响.基于试验结果,系统地研究了碳钢/Cu/碳钢系统轧制—扩散复合中间层等温凝固过程的动力学,并建立了等温凝固时间模型.结果表明,一定的塑性变形可以有效缩短中间层液相全部完成等温凝固的时间.试验测量的等温凝固中间层厚度随时间的变化曲线与理论计算曲线衔接与吻合良好,中间层变化和液相区等温凝固过程互相协调,有助于提高界面结合强度.采用晶内扩散和晶界扩散共同作用下的有效扩散系数,可以精确预测中间层等温凝固时间.     

不锈钢包覆碳钢切屑复合角钢轧制实验研究

采用不锈钢管包覆碳钢切屑作为坯料,设计一套复合角钢轧制孔型系统,利用孔型法热轧来制备复合角钢。通过轧制实验,分析了各道次的轧件形貌和碳钢切屑的致密程度及成品复合角钢碳钢切屑密度的均匀性,观察了各道次碳钢切屑内部及两金属接触面附近的金相组织。结果表明,在1150℃的轧制温度下,以不锈钢管包覆碳钢切屑作为坯料,利用孔型法逐道次轧制,可成功轧制出符合目标尺寸的角钢,并且可以实现碳钢切屑密度的致密化和均匀化,碳钢切屑之间及碳钢切屑与不锈钢之间可实现冶金结合。     

冷轧-热处理对碳钢/不锈钢Ni-Mo-P钎焊的影响

采用单辊甩带法制备Ni79Mo10P11箔带,在加热加压的条件下实现碳钢/不锈钢的钎焊,并对试片采用逐次冷轧加热处理的工艺进行处理。通过拉伸试验测试轧制前后冶金层的剪切强度。应用金相观察、EDS成分分析、SEM微观形貌分析等手段,对复合界面附近的组织形貌、元素成分及拉伸后的断口形貌进行了分析。结果表明,冷轧加热处理的方式能显著提高复合板结合强度、减少冶金结合的缺陷。     

碳钢/不锈钢同速异径蛇形轧制复合变形规律

为提高碳钢/不锈钢板材轧制复合界面结合强度并降低轧后弯曲，采用ANSYS LS-DYNA有限元软件模拟了碳钢/不锈钢在1200℃开轧温度下的同速异径蛇形轧制复合过程，分析了不同压下率、辊径比、错位量与初始板厚等对轧后板材变形行为的影响规律，并进行了轧制复合实验，验证了有限元模拟的准确性。结果表明，与同步轧制和异步轧制相比，同速异径蛇形复合轧制能提高轧后板材界面结合强度并降低轧后弯曲。增大压下率可提高轧后板材界面的结合强度和轧后层厚比，且随压下率和辊径比的增大，轧后板材均出现反向弯曲，表明存在合适工况使轧后板材平直，如当初始板厚为20 mm,压下率为40%,错位量为5 mm,辊径比为1.15～1.20,初始层厚比为0.25～0.33时，轧后板材接近平直。     

轧制对碳钢/不锈钢Ni-P钎焊结合强度的影响

采用熔炼和甩带法制备Ni89P11箔带,作为碳钢/不锈钢钎料进行钎焊,随后对钎焊样进行多道次冷轧和退火处理,最后通过拉伸试验测试轧制前后碳钢/不锈钢钎焊结合强度。结果表明,冷轧加退火处理工艺能显著提高钎焊结合强度,轧制3次后的结合强度由未轧制时的78 MPa提高到204 MPa,并能明显地促进钎焊层中的P元素扩散、减少冶金结合的缺陷。     

热轧复合不锈钢-碳钢复合板界面特征

研究了热轧不锈钢-碳钢复合界面的组织形貌、成分、硬度变化及结构特征。结果表明热轧复合碳钢—不锈钢复合板的复合界面两侧存在一定厚度的扩散层。由于元素扩散及碳化物的生成,复合界面附近硬度升高。对于基层碳钢,靠近界面处显微硬度值最高,而对于复层不锈钢,在距界面处一定距离,显微硬度达到最高值。复合界面剥离后呈现等轴韧窝形貌,表明通过热轧复合的方法,不锈钢和碳钢之间能够实现良好的复合。