熱軋寬幅特厚不銹鋼復(fù)合板界面組織性能及軋制工藝研究.pdf

1、不銹鋼復(fù)合板因其強(qiáng)度高、耐腐蝕性好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于石油化工、海水淡化、發(fā)電、造船等行業(yè)。目前由于生產(chǎn)技術(shù)水平和設(shè)備強(qiáng)度的限制，通過熱軋的方式只能對尺寸較小的不銹鋼復(fù)合板進(jìn)行加工，并且產(chǎn)品性能不穩(wěn)定、質(zhì)量波動(dòng)大、生產(chǎn)效率低。因此，研制和開發(fā)大規(guī)格的不銹鋼復(fù)合板材及改良現(xiàn)有的復(fù)合工藝，具有重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義。
　　以Q345R普碳鋼板和310S/316L不銹鋼板構(gòu)建復(fù)合板，采用金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)

2、、能譜分析儀(EDS)、力學(xué)性能檢測等分析技術(shù)，通過研究表面處理方法、真空度、軋制制度等工藝條件對熱軋不銹鋼復(fù)合板界面組織及性能的影響規(guī)律，建立了工藝參數(shù)與復(fù)合板性能的關(guān)系模型，并以此為基礎(chǔ)，提出了適合大規(guī)格熱軋不銹鋼復(fù)合板的工藝方法，為高品質(zhì)的寬幅特厚不銹鋼復(fù)合板的開發(fā)奠定了理論基礎(chǔ)。
　　通過研究加熱軋制過程中熱軋不銹鋼復(fù)合板的界面元素?cái)U(kuò)散機(jī)理、復(fù)合板界面附近的組織特征、元素分布及復(fù)合板界面兩側(cè)的硬度分布，獲得了界面元素對熱軋

3、不銹鋼復(fù)合板的界面特性影響規(guī)律；為獲得理想的界面元素分布，提高復(fù)合板界面結(jié)合性能，通過在復(fù)合界面處添加Ni中間層，有效地阻止了合金元素的擴(kuò)散和界面合金氧化物的形成；研究了不同變形工藝條件下Ni中間層對熱軋不銹鋼金屬復(fù)合板的界面元素?cái)U(kuò)散和界面處結(jié)合強(qiáng)度及界面產(chǎn)生的合金氧化物類型的影響機(jī)制，發(fā)現(xiàn)Ni中間層可有效地消除復(fù)合板界面的脫碳和富鉻層，并提高了界面的結(jié)合強(qiáng)度和耐晶間腐蝕性能。
　　給出了不銹鋼和碳鋼高溫壓縮變形過程中的真應(yīng)力-真

4、應(yīng)變關(guān)系曲線以及流變應(yīng)力與應(yīng)變速率、變形溫度之間的關(guān)系曲線。通過數(shù)據(jù)分析，得出了兩種材料在所采用的熱變形條件下的變形激活能及應(yīng)力指數(shù)，進(jìn)而獲得了熱變形方程的求解條件；研究了熱軋不銹鋼復(fù)合板的熱變形行為及變形機(jī)制，確定了合理的熱加工工藝，為熱軋不銹鋼復(fù)合板組織性能的優(yōu)化提供了相應(yīng)的理論支持。
　　根據(jù)碳鋼(Q345R)靜態(tài)CCT曲線和動(dòng)態(tài)CCT曲線圖，分析了不同冷卻速度對相轉(zhuǎn)變開始點(diǎn)、相變進(jìn)行的程度和相變后組織變化的影響規(guī)律，藉此又

5、結(jié)合奧氏體不銹鋼的敏化曲線確定了不銹鋼復(fù)合板的熱處理規(guī)范，即在高溫奧氏體區(qū)域進(jìn)行復(fù)合軋制，終軋溫度在1000℃，總壓下量約為75％(軋制時(shí)材料發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶)，然后以不高于7℃/s的速度冷卻到450℃，隨后空冷至室溫。以較快冷速冷卻后Q345R鋼得到的顯微組織主要由貝氏體和鐵素體組成，其屈服強(qiáng)度超過400MPa，抗拉強(qiáng)度超過590MPa，沖擊吸收功(-20℃)大于50J，軋制復(fù)合板界面的結(jié)合強(qiáng)度(剪切)達(dá)到400MPa以上。
　　

6、采用對稱組坯的方式，經(jīng)多道次熱軋、熱處理、矯直等工藝，制備出了工業(yè)規(guī)格寬幅特厚(3500×100mm)熱軋不銹鋼復(fù)合板，確定了工藝參數(shù)對不銹鋼熱軋復(fù)合板矯直效果的作用機(jī)制以及不同的處理工藝對不銹鋼復(fù)合板組織、力學(xué)性能及耐蝕性能的影響規(guī)律。所制備的不銹鋼復(fù)合板的剪切強(qiáng)度大于350MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)550MPa，屈服強(qiáng)度達(dá)360MPa；內(nèi)/外側(cè)彎曲后，結(jié)合界面處無開裂，基/復(fù)層表面無裂紋；0℃時(shí)碳鋼層沖擊功遠(yuǎn)大于34J；經(jīng)無損探傷測定，結(jié)合