熱軋寬幅特厚不銹鋼復合板界面組織性能及軋制工藝研究.pdf

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

2、、能譜分析儀(EDS)、力學性能檢測等分析技術，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)與復合板性能的關系模型，并以此為基礎，提出了適合大規(guī)格熱軋不銹鋼復合板的工藝方法，為高品質的寬幅特厚不銹鋼復合板的開發(fā)奠定了理論基礎。
　　通過研究加熱軋制過程中熱軋不銹鋼復合板的界面元素擴散機理、復合板界面附近的組織特征、元素分布及復合板界面兩側的硬度分布，獲得了界面元素對熱軋

3、不銹鋼復合板的界面特性影響規(guī)律；為獲得理想的界面元素分布，提高復合板界面結合性能，通過在復合界面處添加Ni中間層，有效地阻止了合金元素的擴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合板的界面元素擴散和界面處結合強度及界面產(chǎn)生的合金氧化物類型的影響機制，發(fā)現(xiàn)Ni中間層可有效地消除復合板界面的脫碳和富鉻層，并提高了界面的結合強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力-真

4、應變關系曲線以及流變應力與應變速率、變形溫度之間的關系曲線。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力指數(shù)，進而獲得了熱變形方程的求解條件；研究了熱軋不銹鋼復合板的熱變形行為及變形機制，確定了合理的熱加工工藝，為熱軋不銹鋼復合板組織性能的優(yōu)化提供了相應的理論支持。
　　根據(jù)碳鋼(Q345R)靜態(tài)CCT曲線和動態(tài)CCT曲線圖，分析了不同冷卻速度對相轉變開始點、相變進行的程度和相變后組織變化的影響規(guī)律，藉此又

5、結合奧氏體不銹鋼的敏化曲線確定了不銹鋼復合板的熱處理規(guī)范，即在高溫奧氏體區(qū)域進行復合軋制，終軋溫度在1000℃，總壓下量約為75％(軋制時材料發(fā)生動態(tài)再結晶)，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，其屈服強度超過400MPa，抗拉強度超過590MPa，沖擊吸收功(-20℃)大于50J，軋制復合板界面的結合強度(剪切)達到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)熱軋不銹鋼復合板，確定了工藝參數(shù)對不銹鋼熱軋復合板矯直效果的作用機制以及不同的處理工藝對不銹鋼復合板組織、力學性能及耐蝕性能的影響規(guī)律。所制備的不銹鋼復合板的剪切強度大于350MPa，抗拉強度達550MPa，屈服強度達360MPa；內/外側彎曲后，結合界面處無開裂，基/復層表面無裂紋；0℃時碳鋼層沖擊功遠大于34J；經(jīng)無損探傷測定，結合