不鏽鋼複合板知識

2021-08-13 18:44:24 字數 5324 閱讀 3942

不鏽鋼複合板知識(江蘇高遠)

21世紀的今天,科學和工業的不斷發展,普通的合金或是單一的某種金屬已經很難滿足工業發展對材料綜合性能的要求,複合板就應用而生,選取兩種或兩種以上的金屬材料採用不同的工藝製作的而成複合板剛好滿足了特殊的綜合性能要求,江蘇高遠複合材料廠是選用製作工藝的一種,熱軋不鏽鋼複合板,也就是不鏽鋼於普通碳鋼通過還原軋制復合結合成一體而之輩的雙面不同材質的複合板,是一種具備不鏽鋼與碳鋼各自優點的材料。

不鏽鋼顧名思義是因其有良好的不鏽效能(像廢話)和防腐效能而得到廣泛的應用,但是不鏽鋼中含有諸如鎳,鉻等稀***元素而使其**居高不下。這種情況下,不鏽鋼複合板工藝的先進性和材料本身的特性使得不鏽鋼複合板具有了單一金屬材料不可比擬的優點,是的,不可比擬的優點:首先,複合板結構中,不鏽鋼佔1/3-1/10左右,基層,覆層比例較大,1噸不鏽鋼可生產5-10噸不鏽鋼複合板,大大的節約的貴重金屬的使用,使企業成本降低。

其次,普碳鋼的的強度在金屬材料裡面的帶頭大哥型的,在弱腐蝕行業不鏽鋼複合板的應用既能解決材料的耐蝕性有解決了設計強度的要求,一舉多得。

綜上所述,不鏽鋼複合板在設計合理的應用領域裡,是既經濟又實用的新型能源材料,符合現代社會裡的經濟理念,既要能賺錢也要能省錢,這樣才能讓財富是持久。

前世今生

不鏽鋼複合板就像其他所有新型事物一樣,有他獨有發展歷史,不鏽鋼複合板的前世今生說來也和有戲劇性,早在一戰期間,德軍的一顆炮彈炸到盟軍的坦克蓋上,一聲巨響後,只見銅製的彈片牢牢附著在坦克蓋上,任憑盟軍的兄弟用工具也不能將它們分開,沒錯,這是最早期的複合板。到了2023年美國人開始研究金屬複合板,這個過程也非常漫長的一短時間,歷史往往就是這樣,為了一件巧合的事件卻要費上幾代人的智慧型去研究,20世紀30年,我們祖國還在與小日本抗爭,美國人已經為了降低成本,同時提高結合強度,已經在工業上生產並使用鎳鋼複合板了,同一時間,蘇聯人採用直接軋制法,鑄造法,**發,擴散焊接法等工藝,研究鋁、錫、鋼等金屬的基材與合金覆材的軋制復合。小日本雖然在釣魚島上德問題很可惡,但就不鏽鋼複合板而言,小日本的技術還是領先了我們很多,在起步比較晚的條件下,他們還是取得了對不鏽鋼/鋁複合材料的多項專利。

到了上世紀60年代初,我們偉大的祖國也開始研究不鏽鋼複合板了,其中有很多國內的名校做出了偉大的貢獻,像上海鋼鐵研究所,北京科技大學,東北大學,長沙礦業研究院,武漢科技大學等學校,目前不鏽鋼複合板生產廠商有:太鋼複合材料廠,江蘇高遠金屬複合材料製造廠等,經過一百多年的發展,不鏽鋼複合板生產技術提高,在現在社會的我們也開始著眼於這種經濟適用的新能源材料,當然,好的東西一定會流傳下去,不鏽鋼複合板也會逐步發揚光大下去的。

熱軋復合法

不鏽鋼複合板的生產技術可謂是百年來不停的進步的一項技術,就目前而言,不鏽鋼複合板製備技術分以下幾種:軋制復合法,**復合法,**+軋制復合法、擴散復合法,其中**結合技術最為成熟,在日益成熟的工藝和對社會環境的保護,軋制結合法還開始展露頭腳,至於**+軋制焊接法成材率低,生產成本高,妨礙了不鏽鋼複合板的廣泛應用。先介紹第一種,也就是江蘇高遠金屬複合材料廠主推的一種複合板生產技術。

熱軋不鏽鋼複合板軋制復合法:

軋制復合法包含熱軋和冷軋復合法,熱軋復合法是將覆層和基層金屬事先組坯,為防止在加熱過程中介面氧化,將組坯周邊預先焊接。將組坯加熱後,在軋機大壓量的作用下,將覆層和基層牢固的復合在一起。熱軋復合法的優點有:

工藝簡單、介面結合強度高、環保無汙染、軋制力較小,軋機的承載能力較低,交貨速度快,不受天氣空氣介質影響。冷軋復合法是在軋機的壓力作用下是金屬復合,復合時普碳鋼側的碳元素不會像不鏽鋼側擴散,可以實現多種組元的結合尺寸精確,效率高,但該生產方法需要較大的臨界變形量,較高的軋制裝置的承載能力。所以,目前國內外廣泛應用熱軋復合法。

目前全球生產的復合板材中,有80%是採用熱軋復合法生產的,採用此方法製備複合板優點包括:1、能生產規格較大的產品;2、能夠減少非金屬雜質對介面的汙染。

**復合法

炸藥**時產生的爆轟波,在微秒級時間內,在碰撞點附近產生高達10的6次方--10的7次方的應變速率和10的4次方mpa的高壓,從而實現待復合金屬的焊接成功,**復合工藝流程是:洗坯-板坯準備-**-熱處理-矯平-酸洗-切邊;**復合結合法有以下幾方面優點:1、可實現如:

鋁/銅、鉛/鋼等熔點、強度、熱膨脹係數等效能差異懸殊的金屬成功復合;2、此種方式作用時間極為短暫,其復合介面幾乎來不及擴散或者僅有很小程度的擴散,因而脆性金屬化合物難以生成,可復合諸如鈦/鋼、鋁/鋼、、鉭/鋼等金屬;3、可以復合異形件,但對外包與內包金屬管材復合時,可以實現一次多層復合等;4、此方法生產的複合材料,其結合強度比其他方法要高,且速度快。**復合結合法也有侷限性,就是在射流作用下,復合介面呈現波浪形,有時在介面外還會產生未復合區;生產效率低,不適合大批量、自動化生產;生產過程中雜訊大;生產安全性差,這些弊端使得該方法很難被推廣使用。目前,在國內多為科學家的努力下,**復合技術發展比較完備,在石化,製鹽、電力、冶金等工業工程領域廣泛應用。

在我國大多數的複合板生產廠都是使用**復合方法生產不鏽鋼複合板的。

**焊接+熱軋法是是熱軋經**焊合的複合板,最終獲得大幅面的複合板、帶的方法,兼備了**焊接法、熱軋法的優點。生產的靈活性提高了。但是產量、生產率及成材率都很低,產品質量差,尺寸精度低。

作為**焊接技術的延伸和發展,**焊接+熱軋法(軋制、沖壓、鍛壓、拉拔等)是複合板的效能有很大的改善,特別是復合介面力學效能得到明顯的提高。在複合板開發研製中,許多單位不僅對生產工藝進行了研究,而且對復合介面成分,組織結構的變化及多效能的影響也進行了研究。我國已經有太鋼,寶雞有色金屬加工廠等廠家採用此方法生產出不鏽鋼複合板。

擴散復合焊接法總體來說是一種常用的復合方法,同種金屬或不同種金屬均可以運用這一方法進行復合。溫度公升高至基層熔點的0.5--0.

7貝,在盡量使基本不變形的程度下加壓,使覆材與基材緊密接觸,利用介面原子擴散,實現結合的方法。現在國內生產複合板已經普遍不適用這種方法了,只有遇到一些難焊的高溫合金,特別是鑄造高溫合金,利用這種方法可獲得與基體效能一致的接頭效能,不出現巨集觀變形,接頭殘餘應力小,但介面的力學效能較差,且對生產裝置的要求也較高。

熱軋之魂

將不同材質兩種金屬在低於其熔點的溫度下軋制,可以控制脆性介面化合物的生成。待復合金屬在軋制壓力的作用下,發生彈塑性變形,介面原子活化並結合。但雙金屬復合激勵十分複雜,儘管長期以來專家對此作了大量研究,但迄今為止,很多機理仍未被解釋清楚。

許多學者提出了不同的結合機理,這些都促進了複合材料的發展,當然了,要乙個乙個的說。

熱軋(軋制)復合的機械作用機制

經過許多先驅的大量試驗結果表明,雙金屬軋制復合時,介面作用機制為裂口作用與擠塞和鑲嵌作用。

1、裂口作用:裂口作用機制是室溫固相復合時,金屬介面最初的結合方式。當受軋制力作用時,金屬發生塑形變形,晶粒彼此相對移動的阻力不足以抵抗沿晶界所產生的切應力,金屬晶粒會發生移動和轉動,造成晶粒間相互作用的破壞,這樣晶體會出現顯微破裂。

繼續施加軋制力,金屬介面的破裂,為不同材質晶粒的接觸提供機會,使得原子互相遷移。

2、擠塞和鑲嵌作用:在壓力的作用下,介面上出現的裂口和不平整,在金屬的流動下,填充空隙形成進一步的結合。在較高溫度下軋制時,適當的加熱對這種復合方式極為有利。

但當加熱溫度過高時,會由於金屬表面被氧化而降低與基體的結合強度。

熱軋(軋制)復合的摩擦作用機制

軋制不同材質與軋制單一材質金屬的顯著區別是前者軋制時未連線,介面存在滑動,除軋件與軋輥間表面出現滑動外,連線介面處也有十分複雜的摩擦現象。

1、軋制成形中的摩擦種類

摩擦分為內摩擦與外摩擦。前者是指待復合金屬介面上或晶內滑移面上產生的摩擦。後者是指組坯和軋輥之間的摩擦。

根據軋件與軋輥表面狀態的不同,可把軋制成形中的摩擦分為幹摩擦,邊界摩擦和流體摩擦,上訴三種型別,還可以派生出混合型摩擦。

2、摩擦作用機制

塑性變形過程中的摩擦性質很複雜,目前關於摩擦產生的機制有三種學說。

(1)表面凹凸引起摩擦。因為軋件和軋輥表面不是絕對光滑,都有一定程度的微觀凹凸不平。當凹凸不平的復合表面相互接觸,在軋制力的作用下,乙個表面的凸牙可能插入另乙個表面的凹坑,產生機械咬合。

咬合表面的相對運動時,相互咬合的凸牙會產生剪下變形甚至被切斷。此時摩擦力表現為這些凸牙被切斷或產生剪下變形時的阻力。

(2)分子吸附學說,此學說認為分子之間存在吸引力從而產生摩擦。待復合金屬表面粗糙度越小,增大接觸面,分子吸附力就越大,則摩擦力也就越大,用表面凹凸學說無法解釋這一現象。

(3)粘著理論,請允許我多說一句,此理論已經被淘汰,純屬扯淡。

3、軋制雙金屬中的摩擦分析

軋制復合時,待復合金屬表面發生摩擦,產生變形熱,摩擦熱,從而使金屬表面溫度公升高,促進金屬間的結合。軋後,由於不鏽鋼和碳鋼的線膨脹係數不同與發生彈塑性變形的部位恢復,這樣介面上存在靜摩擦。靜摩擦力的存在使不鏽鋼和普碳鋼結合強度更高。

在加熱金屬時,會增加表面凸台,使表面變得更加粗糙,凸台的側壁也就暴露到表面,這樣就增加了金屬的接觸表面積。另外,凸台的側壁由暴露的處於金屬鍵不飽和狀態的新鮮金屬原子組成並相互有效接觸實現介面良好結合。但如果加熱溫度過高,氧化嚴重,氧化層與基體結合能力弱從而使結合強度降低。

熱軋(軋制)復合擴散作用機理

有時乙個拗口的名詞,不要緊,在化學課本裡就叫分子或原子之間串門聯姻,擴散機制是在一定的溫度壓力下,講清潔金屬表面有效接觸,介面原子相互擴撒形成一層很薄的過渡擴散成,實現介面的良好的結合。

目前已發現和提出的擴散機制包括空位機制、間隙機制、交換機制和環形機制等。對於具體擴散,往往是多種擴散機制共同起作用。

一定的溫度和壓力作用下軋制雙金屬時,待復合金屬介面相互接觸,通過微觀塑性變形而擴大待連線表面的物理接觸,通過原子間相互擴散,形成整體的可靠結合。經過大量試驗檢測,在軋制中,介面兩側原子會越過介面向另一方擴散形成擴散層。擴撒層的厚度和濃度與軋制連線的時間和軋制溫度有關,延長軋制力時間,公升高軋制溫度金屬原子間的擴散也就越充分。

軋制雙金屬過程中,介面結合可分為三個階段:第一階段為物理接觸階段,微觀凹凸不平的表面在外加壓力的作用下,一些點先達到塑性變形,在持續壓力的作用下,接觸面積逐漸擴大,這就是前述的機械作用介面結合機制;第二階段是接觸介面原子間的相互擴散,形成牢固的結合層;第三階段是接觸部分形成的結合層逐漸向體積方向擴散發展,使大多數缺陷消失,在接觸處形成共同的晶粒,並導致內應力鬆弛,形成可靠地連線接頭。當然,這三個過程不是截然分開的。

而是相互交叉進行。

這幾章是熱軋複合板的核心因數,一般來說是密不外傳的,當然了,這只是誇張的去說,不能寫出來我也不會寫,能寫出來的也不止我乙個人寫,好了,言歸正傳,這一大章主要是講

熱軋(軋制)復合的主要影響因數

受影響因數一 :軋制力

前幾章講的三種軋制連線機理中,作用在軋件上的軋制力起了十分重要的作用,主要體現在三個方面。1、影響金屬的塑性變形:軋制不同屈服強度的雙金屬,在相同的軋制力的作用下產生不同步的塑性變形,形成介面上下層金屬的不同步流動。

2、影響介面原子的擴散。在軋制力的作用下,介面兩側金屬元素產生化學鍵的結合,從而實現復合。3、影響摩擦作用機理。

軋制力的變化,影響摩擦作用機理的變化,軋制區間不同,摩擦特徵不同,形成了十分複雜的混合摩擦模型。

影響軋制力的因數有變形率、摩擦係數、張力。前兩者增大軋制力增大。而採用後者軋制,軋制力顯著降低。

不鏽鋼複合板標準

不鏽鋼複合板 檢驗工廠標準 1 範圍 本標準規定了採用粘結法生產的不鏽鋼復合鋼板和鋼帶的分類 尺寸 技術要求 驗收規則 試驗方法 包裝 標誌及質量證明書等。本標準適用以不鏽鋼做複層 碳素鋼鍍鋅板做基層的厚度在0.8 5mm的復合鋼板和鋼帶。2 定義 2.1 不鏽鋼復合鋼板和鋼帶 以碳素鋼鍍鋅板為基層...

不鏽鋼知識

目錄第一章不鏽鋼發展簡史 1 第二章不鏽鋼的概念 3 第三章不鏽鋼的分類及特點 5 3.1 不鏽鋼的分類 5 3.2 各類不鏽鋼簡介 7 第四章不鏽鋼成分中合金元素的作用 8 第五章不鏽鋼的一般物理性質 9 5.1 熱傳導 9 5.2 線膨脹 9 5.3 不鏽鋼的電阻 10 5.4 不鏽鋼的磁性 1...

不鏽鋼知識

目錄第一章不鏽鋼的定義 3 第二章不鏽鋼的發展歷史 3 第三章不鏽鋼的種類 3 第四章不鏽鋼鋼種的發展 3 4.1世界不鏽鋼發展歷史 3 4.2關於不鏽鋼鋼種的最主要的研究和發展是集中在兩個方面 3 第五章不鏽鋼的特性 4 5.1一般特性 4 5.2不鏽鋼的品質特性及其要求 4 5.2.1不鏽鋼的品...