碳扩散对非真空热轧不锈钢复合板结合性能的影响

采用非真空热轧方法制备304不锈钢/Q235碳钢复合板材,利用OM、SEM、EDS等研究了不同压下率和轧后冷却方式下复合界面夹杂物、界面组织及力学行为的演变,并分析了C扩散对复合板界面组织形成及结合强度的影响。结果表明,随着轧制压下率的增加,界面夹杂物由块状向线型、连续点状乃至弥散点状分布变化。当压下率较低(28%)时,复合板剪切断裂位于结合界面处,随着压下率增加至47%及以上,复合板断裂位置为脱碳铁素体区。另外,热轧复合板经水冷工艺处理后,由于冷却速率较快,要抑制碳钢侧C元素的扩散,避免复合界面处脱碳区域的形成,从而提高了复合界面的结合强度。     

热轧不锈钢复合板冲击性能研究

研究在不同复合比及温度条件下冲击载荷对热轧不锈钢复合板力学性能的影响。结果表明,热轧复合板随覆层厚度增大或试验温度升高,其冲击吸收能增大,覆层厚度为8mm时,冲击功达到稳定值150J;碳钢层断面为解理面与韧窝混合断裂形貌,不锈钢层断面为韧窝断裂形貌,靠近复合界面不锈钢侧呈沿晶断裂与韧性断裂形貌;复合界面处开裂情况对缺口位置不敏感;热轧不锈钢复合板冲击加载过程复合界面不易开裂。     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的钎焊

采用高纯氩气保护炉中钎焊的焊接方法研究了 15 %SiCp/ 30 0 3Al复合材料钎焊主要工艺参数对接头剪切强度的影响。结果表明 :采用HL4 0 2 0 .4 %Mg 0 .1%Bi钎料配合钎剂QJ2 0 1钎剂 ,在钎焊温度 6 15℃ ,保温6min ,在 3kPa的恒压力作用下 ,钎料铺展好 ,钎焊缝致密 ,获得了较高质量的复合材料钎焊接头 ,接头剪切强度最高可达 35MPa。试验还表明 ,钎料成分、钎焊温度和保温时间是影响接头强度的主要因素 ,接头区Al SiC、SiC SiC界面是使复合材料钎焊接头强度低于基体合金钎焊接头强度的主要原因     

非对称热轧高品质不锈钢复合板可行性模拟研究

利用特厚规格复合板与较薄规格复合板进行非对称组坯,采用ABAQUS有限元软件对其热轧过程中的应变、接触应力及温度分布进行计算,并通过温度补偿及冷却控制的手段,对热轧非对称复合坯的可行性进行模拟分析。结果表明,采用非对称组坯设计,有利于特厚复合板碳钢层与不锈钢层在各道次轧制中的界面结合;通过控制复合坯上、下表面的温差,能有效改善板坯翘曲现象,并可一次性获得一块宽幅特厚复合板与一块宽幅较薄规格复合板,提高生产效率;此外,采用非对称组坯设计还可实现控轧控冷,保证芯部不锈钢与碳钢的协同变形,促进其界面结合。     

双金属板热轧复合模拟及最小相对压下量的确定

在对复合板轧制过程中的粘合特性进行分析的基础上，采用了合理的轧制和界面假设条件，应用Marc有限元软件建立了包括上辊、双层金属在内的三维模型，对不锈钢／碳钢复合板的热轧复合过程成功的进行模拟，获得了不同相对压下量条件下，轧制变形区内应力应变的分布、界面上应力分布以及接触表面上轧制力的三维分布。在此基础上分析得出了最重要的轧制工艺参数，即不锈钢／碳钢复合板热轧复合所需的最小相对压下量，这与在某钢厂所作的生产性试验是一致的。     

高纯氧化铝与金属铌的活性钎焊

为了确定高纯氧化铝陶瓷与金属Nb的直接钎焊工艺参数,采用AgCuTi活性钎料,研究了钎焊温度和钎料中的钛含量对接头组成、界面反应以及接头剪切强度的影响。钎焊温度在825~900℃范围变化时,对接头强度的影响不明显,但温度超过900℃强度降低。钎料中钛的质量分数为1%和2%时,接头的强度基本相同;含量为3%时,剪切强度明显降低。当钛的质量分数为2%,钎焊温度为850℃,保温时间为20 min时,接头剪切强度接近100MPa。接头陶瓷一侧界面反应产物主要为Cu3Ti3O和Ti的氧化物,较高温度时反应层中生成的过多Ti2O可能是导致接头强度显著降低的一个重要因素。     

无镀镍铜铝低温钎焊工艺研究

运用感应加热工艺,开发了低成本且工艺简单的无镀镍铜铝复合材料的低温分层钎焊法。试验了4种铝用钎料及其钎焊工艺代替电镀镍作为铝表面镀层,解决了铜板与铝板之间的焊接问题。观察了焊接区域的界面形貌、断后形貌,测量了焊接件的剪切强度。结果表明,高低温钎料分层钎焊工艺可以实现铜铝板的有效连接,所获得的铜铝焊接件剪切强度最高可达26 MPa,焊接区域无明显的焊接缺陷;刮擦钎焊既可以搭配高温钎料,也可以搭配低温钎料使用,并且焊接件的剪切强度能达到行业要求。     

有助复剂温轧不锈钢复铝板实验研究

实验研究了浸涂助复剂和中温轧制工艺对不锈钢和铝固相复合界面结合强度及复合板深加工性能的影响·结果表明,原料表面浸涂助复剂不仅可以有效清除不锈钢和铝表面的氧化层,同时反应生成的覆盖膜在加热时又可防止和减少材料表面的再氧化和二次污染,有利于提高界面的结合强度;采用中温轧制工艺不仅在小变形的条件下即可实现不锈钢和铝复合界面的良好结合,而且能明显降低复合过程中不锈钢的变形率分配,有利于改善复合板的深加工性能     

关于Ni-Fe二元系合金钎焊金刚石的研究

作者对以Ni-Fe二元系合金作钎料,研究在一定的钎焊温度下,使用热压机对金刚石进行钎焊.其断面用扫描电镜(SEM),X射线能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)进行分析,其结果表明,在金刚石与钎料的结合界面处有Fe5C2生成,并且在钎料中存在多种不同的相.采用上述钎焊工艺得到的拉伸试验样品,其抗剪强度最大值达到54MPa.     

低熔点铝基钎料的性能

采用真空感应熔炼炉制备低熔点Al-Si-Cu-Zn-Sn多元合金钎料,以Cu为主要降低钎料熔点的元素,Zn和Sn作为既降低钎料的熔化温度,又提高钎料的润湿性和流动性的元素.通过对钎料的性能测试表明:该钎料液相线温度为528.8℃,可在560℃钎焊6063铝合金,钎焊接头剪切强度达到母材抗拉强度的80%,并且该钎料具有良好的润湿性和流动性,可以用于锻铝及部分硬铝合金的钎焊.     

铝与奥氏体不锈钢的火焰钎焊

为改善铝和不锈钢的焊接接头性能,在奥氏体不锈铜（1Crl8Ni9Ti）的表层热浸镀一层ZL102铝合金,然后采用搭接的形式,应用火焰钎焊工艺进行纯铝（1060）板与奥氏体不锈钢板的焊接。利用金相显微镜和扫描电镜分析焊接接头的微观组织,并用显微维氏硬度仪和万能实验机床测定其显微硬度和拉伸性能。结果表明,通过不锈钢表面热浸镀铝,可实现铝与奥氏体不锈钢的火焰钎焊。在不锈钢／纯铝钎焊焊缝中存在不锈钢／热浸镀铝层、热浸镀铝层／钎缝、钎缝／纯铝三个界面。钎焊接头强度取决于各界面的连接质量。热浸镀铝层／钎缝界面是整个接头中最薄弱的界面,剪切断裂均发生在该区域。钎焊接头各区域中,热浸镀铝区硬度最高,达到99．4MPa。     

真空轧制不锈钢复合板的组织和性能

采用真空轧制法对6mm厚的奥氏体不锈钢板和50mm厚的碳钢板复合.在高真空、高温和大轧制力的共同作用下,界面实现了牢固的冶金结合并且最终得到了高质量的不锈钢复合板.研究发现界面无开裂和氧化层,仅在界面附近分布少量细小弥散的Si-Mn氧化物颗粒.通过能谱发现不锈钢侧的Cr和Ni向碳钢迁移,在界面形成一薄层富Cr,Ni层,导致复合层硬度升高;碳钢中的C向不锈钢侧迁移导致出现脱碳区,且该区硬度最低.界面的剪切强度达467MPa.     

低碳海洋平台用钢E40-Z35的研制

通过实验室热模拟实验确定工艺参数,开发了连铸坯生产海洋平台用钢E40-Z35的控轧控冷工艺,并进行了现场工业试制.结果表明:采取低碳(w(C)≈0.08%)微合金化成分设计,利用Ca球化处理MnS夹杂物,以及轧制过程中进行高温慢速大压下,未再结晶区开轧温度为900℃,终轧温度为800℃,终冷温度为640℃左右.热轧后产品的-40℃常规冲击和时效冲击吸收功高于200J,厚度方向断面收缩率高于45%,具有良好的抗层状撕裂性能,满足船级社对海洋平台用钢E40-Z35的要求.     

刚性护栏及半刚性护栏与车辆碰撞的安全性模拟分析

为了明确刚性护栏与半刚性护栏的安全性能及适用性,基于动态显示有限元法建立了车辆碰撞护栏模型,对我国高速公路常用的刚性护栏和半刚性护栏的安全性进行了模拟分析,计算了不同质量的车辆与护栏碰撞时的护栏变形、车辆质心加速度及车辆轨迹.模拟结果表明,刚性护栏具有抗冲击性强的优势,但驾乘人员所承受的冲击力较大,且车辆导向性较差;半刚性护栏具有较好的车辆导向性,对驾乘人员也有一定的保护作用,但抗大型车辆的冲击性能较差.建议在选择护栏时,应当根据这2种护栏各自的优缺点,结合路段的地形、交通组成情况进行选用.此外,为了提高护栏的安全性能,需增加半刚性护栏的波形板厚度,而对于刚性护栏,需要在其表面上安装一层弹性材料.     

Al-不锈钢连接中的Ni层阻碍机理

用试验的方法研究了Al-不锈钢Ni/Cu电刷镀过渡层钎焊中Ni层的作用，并对Ni层进行了机理分析。对焊缝的界面作拉力试验、X射线衍射、 能谱分析（EDAX）和透射电镜（TEM）等分析发现，镀层与钎料等各 面连接紧密，特别是钎缝与母材之间没有生成脆性的金属化合物。说明面心立方结构的Ni层能有效地阻挡Al、Fe等原子扩散，钎缝与镀Cu界面上虽然生成了少量的AlCu3，但不影响焊缝的强度，接头的强度能达到33．6MPa。     

35CrMnSi纲与YG13C硬质合金钎焊强度的研究

本文通过对35CMnSi钢与YG13C硬质合金不同组合钎接接头的强度分析,找出了影响钎焊强度的原因,提高钎焊强度的途径,确定了在一定工艺条件下获得最佳钎焊接头的钎焊温度,钎剂成分和焊后冷却方式等工艺参数。     

中间夹层对不锈钢复合板界面结合性能的影响

在实验中借鉴了钎焊及扩散焊工艺的一些特点,运用中间夹层材料来促进不锈钢与碳钢的复合·主要对影响复合的各种因素,包括压力、温度、保温时间、保护气体等进行了一系列的实验,摸索出了几种中间夹层材料能够发挥最佳效果的工艺参数·在采用银铜锌中间夹层材料时,通过实验总结出当复合温度为750℃,首道次压下率为25%时可以实现不锈钢与碳钢之间的良好复合·使用纯净的氩气能够有效地防止复合表面的氧化·另外从理论上较为深入地分析了各项工艺参数对复合效果的影响·     

真空钎焊对304L不锈钢带材组织与性能的影响

采用传统金相、显微硬度、板式拉伸检测方法研究了304 L不锈钢带在真空钎焊前后截面微观组织、显微硬度和抗拉强度的变化情况。本文针对钎焊后晶粒有明显长大倾向、显微硬度有所降低、材料的延伸率变化明显的现象对其机理进行了分析和研究,并提出了工艺参数的改进建议,为其在工业生产中提供了参考依据。     

AgCuTiZr钎料激光钎焊钛/钢连接机理与接头性能

钛和钢广泛应用于“陆海空天”等领域,由于钛与钢的物理化学性能差异,连接界面常形成大量脆性金属间化合物,限制了其广泛应用。在分析钛/钢异种材料焊接的基础上,采用激光钎焊工艺,利用自行研制的AgCuTiZr钎料进行了钛/钢连接实验研究。结果表明,该活性钎料对基体材料润湿性良好,钎焊层组织致密、表面平整;在结合界面处出现了活性元素的扩散,钎焊层中有多物相共存,界面间实现了化学冶金结合;AgCuTiZr活性钎料激光钎焊层具有较高的硬度,达到基体材料的1.5倍,耐磨性与被连接材料45钢/TA2基本一致,抗拉强度达到595 MPa,实现了两种被连接材料的可靠连接。激光热源的显著优点适合于异种金属材料的钎焊连接。