轧制对碳钢不锈钢冶金复合层的研究文献综述

 2021-09-30 22:57:20

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文献综述

轧制对碳钢不锈钢冶金复合层的研究

前言

金属复合材料是指利用复合技术或多种、化学、力学性能不同的金属在界面上实现冶金结合而形成的复合材料，其极大地改善单一金属材料的热膨胀性、强度、断裂韧性、冲击韧性、耐磨损性、电性能、磁性能等诸多性能，因而被广泛应用到产品广泛应用于石油、化工、船舶、冶金、矿山、机械制造、电力、水利、交通、环保、压力容器制造、食品、酿造、制药等工业领域【1】。

碳钢不锈钢复合板是一种以碳钢为基体,包覆不锈钢的复合材料,在化工、石油、核工业等各个领域都有很大用量,它不仅可以在等效的情况下降低成本40%～50%,节约替代了优质却昂贵的不锈钢,而且还较单一的不锈钢具有更好的力学性能和导热性和使用性能，具有较好的性价比。随各行业对金属复合材料的逐步认识及新技术、新工艺、新装备的使用要求，市场用量在不断增加。目前制备不锈钢复合板的主要方法是爆炸法。爆炸法可使性能差异悬殊的金属实现复合,但该方法的生产率、成材率和尺寸精度均较低并对环境污染严重【2】。

而钎焊作为一种异种材料连接的有效方法，已经广泛应用在很多领域中。钎焊就是利用熔点比母材熔点低的填充金属（称为钎料或焊料），在低于母材熔点、高于钎料熔点的温度下，利用液态钎料在母材表面润湿、铺展和在母材间隙中填缝，与母材相互溶解与扩散，而实现材料之间连接的焊接方法。较之熔焊，钎焊时母材不熔化，仅钎料熔化。同时，本课题中的复合板使用的是碳钢作为基体，其化学性质稳定拥有较高的熔点，对硬钎料的润湿性良好，能够作为一种比较适合的钎焊连接材料。在此次研究中采用在碳钢表面预镀镍钼磷合金，在加热1000℃条件下实现和不锈钢的冶金复合。再使用轧制的方法进一步提高界面的结合强度【3~4】。

而轧制是生产钢材最常用的生产方式，轧件受摩擦力作用通过一对旋转轧辊的间隙（各种形状），因受轧辊的压缩发生塑形变形使材料截面减小，长度增加的压力加工方法，主要用来生产型材、板材、管材。轧制的方式按轧件的运动可以分为1.纵轧（轧件通过辊面间缝隙向前运动，其运动方向与轧辊轴线垂直）。2.横轧（轧件在两个旋转方向相同的轧辊间，作平行于轧辊轴线并与轧辊转动方向相反的旋转运动）3.斜轧（轧件在两个或三个旋转方向相同、轴线成一定角度的轧辊间进行加工）。按金属状态可以分为1.热轧（再结晶温度以上进行的轧制）2.冷轧（再结晶温度以下进行的轧制）【5】。

热轧的特征可以破坏钢锭的铸造组织，细化钢材的晶粒，并消除显微组织的缺陷，从而使钢材组织密实，力学性能得到改善。这种改善主要体现在沿轧制方向上，从而使钢材在一定程度上不再是各向同性体；浇注时形成的气泡、裂纹和疏松，也可在高温和压力作用下被焊合。但经过热轧之后，钢材内部的非金属夹杂物被压成薄片，出现分层现象。分层使钢材沿厚度方向受拉的性能大大恶化，并且有可能在焊缝收缩时出现层间撕裂。焊缝收缩诱发的局部应变时常达到屈服点应变的数倍，比荷载引起的应变大得多。同时不均匀冷却会造成残余应力。残余应力是在没有外力作用下内部自相平衡的应力，各种截面的热轧型钢都有这类残余应力，一般型钢截面尺寸越大，残余应力也越大。残余应力虽然是自相平衡的，但对钢构件在外力作用下的性能还是有一定影响。如对变形、稳定性、抗疲劳等方面都可能产生不利的作用。3.热轧的钢材产品，对于厚度和边宽这方面不好控制。我们熟知热胀冷缩，由于开始的时候热轧出来即使是长度、厚度都达标，最后冷却后还是会出现一定的负差，这种负差边宽越宽，厚度越厚表现的越明显。所以对于大号的钢材，对于钢材的边宽、厚度、长度，角度，以及边线都没法要求太精确。

冷轧的特征是用热轧钢卷为原料，经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧，其成品为轧硬卷，由于连续冷变形引起的冷作硬化使轧硬卷的强度、硬度上升、韧塑指标下降，因此冲压性能将恶化，只能用于简单变形的零件。轧硬卷可作为热镀锌厂的原料，因为热镀锌机组均设置有退火线。轧硬卷重一般在20-40吨，钢卷在常温下，对热轧酸洗卷进行连续轧制。内径为610mm。因为没有经过退火处理，其硬度很高（HRB大于90），机械加工性能极差，只能进行简单的有方向性的小于90度的折弯加工。通俗来说，冷轧是在热轧板卷的基础上加工轧制出来的，一般来讲是热轧---酸洗--磷化--皂化--冷轧这样的加工过程。冷轧是在常温状态下由热轧板加工而成，虽然在加工过程因为轧制也会使钢板升温，尽管如此还是叫冷轧【6~8】。

电镀基本工艺

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