《不锈钢复合板的制备、性能及应用》共7章,内容主要包括层状金属复合材料的研究现状、不锈钢复合板的制备工艺、不锈钢复合板卷的性能、不锈钢复合板卷的应用。
《不锈钢复合板的制备、性能及应用》适于层状金属复合材料相关的科研人员、生产、销售、应用等技术人员阅读,也可供高等院校有关师生参考。
1860年,美国最早开始研究金属复合板,而复合板的工业性生产始于20世纪30年代。当时美国为了降低成本、提高强度,开始了镍复合钢板的生产,其后不断进行了旨在提高结合性能的制造技术开发。20世纪30年代,苏联也对铝、锡、钢等金属与合金的复合材料进行了初步研究,所采用的生产工艺主要有轧制法、铸造法、爆炸法、扩散焊接法等。其中对冷轧复合法的工艺及力学性能研究较为深入,试生产了以08F钢为基体以18-8型不锈钢为覆层的三层耐蚀复合板。20世纪五六十年代,英国伯明翰大学等单位对固相复合进行了较为系统的研究,取得了很大成就。日本在复合材料方面的研究虽起步较晚,但进步迅速,近年来成为从事金属复合材料研究最多的国家之一。
我国的复合板研制始于20世纪60年代初,采用的方法有爆炸焊接、爆炸焊接+轧制、热轧、冷轧等。
目前在国家新材料产业“扩大内需,促进新兴产业发展”等政策支持下,我国新材料产业市场的年增长速度保持在20%以上。不锈钢复合板是以碳钢与不锈钢经过特殊工艺结合而成的一种新型的复合材料,该产品的开发能大量节约Cr、Ni等贵重金属。不锈钢复合板(卷)与不锈钢板相比,可节约铬、镍合金元素70%~80%,对于铬、镍资源贫乏的中国来说,具有重要意义。其属于国家重点支持的高新技术领域中“低成本、高性能金属复合材料加工成型技术”“高性能金属材料及特殊合金材料生产技术”开发的产品。
未来,层状金属复合材料将朝着自动化和智能化发展。对复合过程金属界面的预测以及温度场的应力应变场的计算是层状金属复合技术智能化发展的重要方向,金属复合过程中数学模型的建立和计算机模拟是开发高度知识密集型的层状金属复合技术的关键。计算机数值拟的迅速发展为层状金属复合技术的数值模拟,提供了技术支持。通过对层状金属复合过程的数值模拟,求解复合过程中阶段温度场应力应变场的分布,通过对大量不同工艺参数的工况进行模拟,进而为优化设计工艺参数提供依据。
近年来,瓯锟科技温州有限公司开发的宽幅冷轧复合技术引领了新的发展方向。该技术具有成材率高、表面质量好的优点。
2014年年初就开始酝酿写这本书,意在与行业人士一起,努力提升我们国家的层状复合材料的制备技术,稳定并优化复合材的性能,为国家建设服务。整书的构思是编成一本集不锈钢复合板卷制备工艺、性能表征、应用技术于一体的符合产业发展的技术读物。
衷心感谢昆明钢铁控股有限公司为实现不锈钢复合板卷生产制备、销售、技术研发提供的平台。在这个平台上挥洒过激情与梦想,留下了不少难忘的往事。感谢昆钢公司杜顺林高级工程师对本工作的大力支持与指导。感谢张凤珍高级工程师做了大量细致而卓越的工作。由陈铨、邓增勇、张晓峰、史婷婷、李晋虎、尹正培、宁选明、曾俊杰、李小红、董权等为本书做了大量工作,在此一并表示感谢!
本书编写过程中,参考或引用了国内外有关专家、学者的一些珍贵资料、研究成果和文献,并得到冶金工业出版社的大力支持,在此一并表示衷心的感谢!
由于书中内容涉及面广,加之作者水平所限,不妥之处恳请广大读者批评指正,提出宝贵意见。
姜庆伟,男,博士,副教授,2011年毕业于东北大学材料物理与化学专业,获博士学位。现任昆明理工大学副教授,历任云南昆钢新型复合材料开发有限公司副总经理、云南昆钢耐磨材料科技股份有限公司总工程师(兼)。发表学术论文20余篇,其中SCI、EI检索11篇。参与和主持国家科研项目5项,省部级研究项目5项,企业横向课题多项。
主要研究方向为:
(1)层状金属复合材料开发及产业化;
(2)高强韧耐磨材料产品开发及产业化;
(3)先进结构材料微结构及性能研究。
1 概论
1.1 引言
1.2 层状金属复合材料的制备
1.2.1 固一固相复合技术
1.2.2 液一固相复合技术
1.2.3 液一液相复合技术
1.3 层状金属复合材料性能与变形行为研究现状
1.3.1 层状金属复合材料力学性能
1.3.2 层状复合材料弹塑性变形模型
1.4 不锈钢复合板(卷)
1.4.1 简介
1.4.2 Q235/06Cr19Ni10层状复合材料性能研究
1.4.3 Q235/06Cr19Ni10层状复合材料主要问题
1.5 研究内容
2 不锈钢复合板的制备工艺
2.1 热轧复合生产工艺及特点
2.2 热轧复合法的理论支撑
2.3 不锈钢、碳钢结合面的修磨处理
2.4 不锈钢非接合面(覆层表面)的处理
2.5 真空组坯一非真空轧制探索
2.6 制坯隔离膜工艺研究与优化
2.6.1 传统高温隔离防粘技术
2.6.2 新型隔离膜的开发
2.7 不锈钢复合材料轧制工艺
2.7.1 不锈钢复合坯加热和轧制温度控制
2.7.2 不锈钢复合坯除鳞
2.7.3 轧制数学模型的建立
2.7.4 轧制过程控冷模型的优化
2.7.5 轧机数学模型自动控制的优化
2.7.6 板型/厚度控制技术模型的优化
2.7.7 层流冷却卷取温度控制模型
2.8 热轧不锈钢复合卷板分卷工序
2.8.1 工艺技术方案的研究
2.8.2 工艺设备流程
3 不锈钢复合板热处理工艺
3.1 引言
3.2 实验工艺设计
3.3 实验过程
3.3.1 热处理实验
3.3.2 制备样品
3.3.3 腐蚀试验
3.4 材料检测分析方法
3.4.1 力学性能测试
3.4.2 光学显微镜观察
3.4.3 扫描电镜观察
3.4.4 EDS测试
3.5 热处理对不锈钢复合板微观结构和力学性能的影响
3.5.1 经过不同热处理后的复合板界面元素扩散分析
3.5.2 不锈钢复合板经不同热处理后的界面微观结构分析
3.5.3 不锈钢复合板经不同热处理后的力学性能分析
3.5.4 小结
3.6 热处理对不锈钢复合板耐腐蚀性能的影响
3.6.1 纯不锈钢的腐蚀形貌分析
3.6.2 经不同热处理后不锈钢复合板的腐蚀形貌分析
3.6.3 小结
3.7 结论
4 不锈钢复合板的组织与力学性能
4.1 力学性能分析
4.2 组织结构分析
4.3 弯曲试验
……
5 层状复合材料在室温单向载荷下的变形协调性研究
6 层间未约束的Q235/06Cr19Ni10层状复合材料室温轴向变形行为研究
7 不锈钢复合材料的连接技术
参考文献
后记