纯铁中间层对热轧不锈钢复合板性能的影响
发布时间：2022-01-16 09:16
为了减少不锈钢和碳钢热轧复合时结合界面形成脆性化合物,提高复合板的力学性能,在轧制温度为1 000、1 100及1 200℃,压下量约为70%的条件下,进行了添加不同厚度纯铁中间层的真空热轧复合试验。通过光学显微镜、SEM观察以及拉伸试验等,研究了纯铁中间层对复合板界面微观组织和拉伸性能的影响。结果表明,当加入不同厚度纯铁中间层时,同温度下不锈钢/碳钢复合板拉伸性能都有不同程度的提高。并且在小于70%压下量下,2mm厚度的纯铁中间层可以完全阻止碳钢中的碳元素向不锈钢侧扩散,避免了碳铬化合物的形成,使结合界面的组织得到改善,力学性能得到提高。
【文章来源】：钢铁. 2020,55(05)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
组坯方式
复合板中沿轧制方向切取金相试样并进行水磨抛光，用10%的铬酸电解液对金相试样的覆层金属不锈钢进行电解腐蚀，然后对碳钢及纯铁使用4%的硝酸酒精溶液进行腐蚀，用JSM-IT500型扫描电镜（SEM）和能谱分析仪（EDS）对试样的结合面与拉伸断裂面的形貌和元素分布进行分析。2 结果与分析
在轧制温度为1 000、1 100、1 200℃，压下量约为70%的条件下，采用不同厚度纯铁中间层所得复合板的微观组织如图3所示。对于碳钢侧，含纯铁和不含纯铁中间层的微观组织类似，热轧过程中碳元素从碳钢侧的高浓度区域扩散至低浓度的不锈钢侧形成渗碳层，而碳钢侧或纯铁侧由于脱碳形成脱碳层[18-21]。从图3中可以看出，从不加纯铁中间层、加1mm纯铁中间层到加2 mm纯铁中间层的试样，其脱碳层厚度逐渐增大。在不锈钢侧还可以看出，不加纯铁中间层以及加1mm纯铁中间层的试样在不锈钢侧都含有晶界颜色加深的现象，这种深色晶界形成原因为：碳元素扩散至不锈钢侧与不锈钢中的铬元素反应生成碳铬化合物，碳铬化合物在临近结合面渗碳层中的晶界处形成，试样被电解腐蚀后在光学显微镜下体现为晶界的颜色加深。LIU B X等[22]认为，渗碳层的存在容易形成晶间隧道裂缝，从而导致该处的耐蚀性和抗疲劳性降低。如图3所示，临近结合界面区域碳钢侧的晶粒尺寸呈梯度分布，脱碳层的晶粒尺寸大于碳钢基体，其原因是珠光体能在冷却过程中有效地促进碳钢中铁素体的成核，因此，缺乏珠光体的脱碳层的晶粒尺寸难以细化。渗碳层中或不锈钢侧临近结合界面区域的晶粒相比于远离结合界面区域的晶粒很容易被细化，是因为铬、碳元素相互扩散，在渗碳层中形成了碳铬化合物。而碳铬化合物垂直于结合界面向不锈钢侧呈梯度分布，晶界内碳化物的钉扎效应抑制了晶粒的长大，使其保持了细化的晶粒结构[23]。因此，渗碳层的晶粒尺寸垂直于结合面向不锈钢侧呈梯度分布。从不加纯铁中间层、加入1mm中间层以及到加入2mm中间层，不锈钢侧深色的晶界区域越来越小直至完全没有，即渗碳层中的碳铬化合物的生成量越来越少。当纯铁厚度为2mm时，不锈钢侧没有发现深色的晶界区域，这说明其已经完全阻挡住碳元素的扩散且渗碳层中没有碳铬化合物的生成，如图3(c）、（f）、（i）所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]316L/EH40不锈钢复合板热轧过程中晶粒组织的均匀性[J]. 宜亚丽,韩晓铠,张磊,金贺荣. 钢铁. 2020(01)
[2]回火热处理对轧制钛/钢复合板界面组织与性能的影响[J]. 刘强,柴希阳,柴锋,罗小兵. 中国冶金. 2019(10)
[3]我国不锈钢复合板材的制造技术及应用[J]. 查春和,戴燕红,杨梅梅. 轧钢. 2018(06)
[4]不锈钢复合板界面组织形貌[J]. 于涛,井玉安,张亚樵,代自莹,于伟达,常健. 钢铁. 2018(11)
[5]纯铁中间层对热轧钛/钢复合板性能的影响[J]. 余超,赵云鹏,许朋朋,任建凯,肖宏. 钢铁. 2018(11)
[6]316L/EH40不锈钢复合板变形行为及初始层厚比设计[J]. 金贺荣,戴超,段昌新,王志勇. 钢铁. 2018(10)
[7]热轧不锈钢复合板力学性能及工艺优化[J]. 王小勇,张海,刘建明,马长文. 中国冶金. 2018(07)
[8]真空对称轧制304+Q235B复合板生产实践[J]. 陈润泽. 轧钢. 2018(03)
[9]热轧钛/钢复合板显微组织和性能[J]. 余超,吴宗河,郭子楦,郑学丰,谢红飙,肖宏. 钢铁. 2018(04)
[10]纯铁做中间材制备不锈钢/碳钢热轧复合板[J]. 谢红飙,王德蔚,余超,祁梓宸,肖宏. 钢铁. 2017(12)
本文编号：3592366
【文章来源】：钢铁. 2020,55(05)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
组坯方式
复合板中沿轧制方向切取金相试样并进行水磨抛光，用10%的铬酸电解液对金相试样的覆层金属不锈钢进行电解腐蚀，然后对碳钢及纯铁使用4%的硝酸酒精溶液进行腐蚀，用JSM-IT500型扫描电镜（SEM）和能谱分析仪（EDS）对试样的结合面与拉伸断裂面的形貌和元素分布进行分析。2 结果与分析
在轧制温度为1 000、1 100、1 200℃，压下量约为70%的条件下，采用不同厚度纯铁中间层所得复合板的微观组织如图3所示。对于碳钢侧，含纯铁和不含纯铁中间层的微观组织类似，热轧过程中碳元素从碳钢侧的高浓度区域扩散至低浓度的不锈钢侧形成渗碳层，而碳钢侧或纯铁侧由于脱碳形成脱碳层[18-21]。从图3中可以看出，从不加纯铁中间层、加1mm纯铁中间层到加2 mm纯铁中间层的试样，其脱碳层厚度逐渐增大。在不锈钢侧还可以看出，不加纯铁中间层以及加1mm纯铁中间层的试样在不锈钢侧都含有晶界颜色加深的现象，这种深色晶界形成原因为：碳元素扩散至不锈钢侧与不锈钢中的铬元素反应生成碳铬化合物，碳铬化合物在临近结合面渗碳层中的晶界处形成，试样被电解腐蚀后在光学显微镜下体现为晶界的颜色加深。LIU B X等[22]认为，渗碳层的存在容易形成晶间隧道裂缝，从而导致该处的耐蚀性和抗疲劳性降低。如图3所示，临近结合界面区域碳钢侧的晶粒尺寸呈梯度分布，脱碳层的晶粒尺寸大于碳钢基体，其原因是珠光体能在冷却过程中有效地促进碳钢中铁素体的成核，因此，缺乏珠光体的脱碳层的晶粒尺寸难以细化。渗碳层中或不锈钢侧临近结合界面区域的晶粒相比于远离结合界面区域的晶粒很容易被细化，是因为铬、碳元素相互扩散，在渗碳层中形成了碳铬化合物。而碳铬化合物垂直于结合界面向不锈钢侧呈梯度分布，晶界内碳化物的钉扎效应抑制了晶粒的长大，使其保持了细化的晶粒结构[23]。因此，渗碳层的晶粒尺寸垂直于结合面向不锈钢侧呈梯度分布。从不加纯铁中间层、加入1mm中间层以及到加入2mm中间层，不锈钢侧深色的晶界区域越来越小直至完全没有，即渗碳层中的碳铬化合物的生成量越来越少。当纯铁厚度为2mm时，不锈钢侧没有发现深色的晶界区域，这说明其已经完全阻挡住碳元素的扩散且渗碳层中没有碳铬化合物的生成，如图3(c）、（f）、（i）所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]316L/EH40不锈钢复合板热轧过程中晶粒组织的均匀性[J]. 宜亚丽,韩晓铠,张磊,金贺荣. 钢铁. 2020(01)
[2]回火热处理对轧制钛/钢复合板界面组织与性能的影响[J]. 刘强,柴希阳,柴锋,罗小兵. 中国冶金. 2019(10)
[3]我国不锈钢复合板材的制造技术及应用[J]. 查春和,戴燕红,杨梅梅. 轧钢. 2018(06)
[4]不锈钢复合板界面组织形貌[J]. 于涛,井玉安,张亚樵,代自莹,于伟达,常健. 钢铁. 2018(11)
[5]纯铁中间层对热轧钛/钢复合板性能的影响[J]. 余超,赵云鹏,许朋朋,任建凯,肖宏. 钢铁. 2018(11)
[6]316L/EH40不锈钢复合板变形行为及初始层厚比设计[J]. 金贺荣,戴超,段昌新,王志勇. 钢铁. 2018(10)
[7]热轧不锈钢复合板力学性能及工艺优化[J]. 王小勇,张海,刘建明,马长文. 中国冶金. 2018(07)
[8]真空对称轧制304+Q235B复合板生产实践[J]. 陈润泽. 轧钢. 2018(03)
[9]热轧钛/钢复合板显微组织和性能[J]. 余超,吴宗河,郭子楦,郑学丰,谢红飙,肖宏. 钢铁. 2018(04)
[10]纯铁做中间材制备不锈钢/碳钢热轧复合板[J]. 谢红飙,王德蔚,余超,祁梓宸,肖宏. 钢铁. 2017(12)
本文编号：3592366
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3592366.html
