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激光焊接的SAF2205双相不锈钢的性能

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-07-05  浏览次数:15 选择视力保护色:

[摘要]中华不锈钢网持续关注及报道:双相不锈钢(DSS)由于具有非常诱人的特性,如,强度高,延性和韧性好,而且耐腐蚀性良好,已应用于一

中华不锈钢网持续关注及报道:双相不锈钢(DSS)由于具有非常诱人的特性,如,强度高,延性和韧性好,而且耐腐蚀性良好,已应用于一般工程,如钢筋,扶栏,覆层和排水管路及要求严格的用途(如压力容器和热交换器)。所生产的双相不锈钢大部分是作为1~3mm的薄板销售的,用来制造工业和家用热水存储箱。在这些用途中,今后可用激光焊接来代替传统的焊接,对于大规模生产来说,可显着地降低生产成本。另外,由于冷却速度快,可在双相不锈钢中容易地避免形成脆性σ相。但是,这些优点可能会被快速冷却造成焊缝区域内显微组织、力学和腐蚀性能的改变所抵消。人们对激光焊缝的耐腐蚀性能进行了广泛的研究,但是,激光焊接对力学性能,成型性能和织构发展的影响还未进行深入的研究。因此,本研究的目的就是探讨随主要的焊接工艺参数,如焊接速度的变化,这些功能的变化情况。
  
  1 轧制解析众所周知,日本的轧制技术以理论为基础,始终处于世界先进水平。为解析板材轧制中的板材形状和中间凸度的原理,对轧机的弹性变形条件和被轧材的塑性变形条件进行了联立求解。采用将弯曲和剪切挠曲的材料力学模型进行扩展或校正的方法对各种类型轧机进行解析的方法已基本确立。另一方面,关于材料的塑性变形,采用了三维解析法,使解析由二维理论向高精度解析发展。在解析法的发展方面,有采用数值计算法忠实解析变形的所谓三维解析法,有刚性和塑性FEM,有弹性和塑性FEM,尤其是还有为缩短计算时间而将上述方法进行组合的解析法。
  
  在孔型轧制方面,一般说来纯理论处理是极为困难的。作为一种简便的方法,虽然可以采用所谓的矩形换算法把孔型轧制替换为适当的矩形断面材的扁平轧制,但无法获得高精度。提高精度用的实验式和半理论式在简单推测随孔型和轧制条件变化时的变形特性和负荷特性方面依然是一种有效的方法,但目前一般是采用FEM解析。由于FEM的出现,使材料的三维解析变得可能。它不仅可以用于板材的解析,而且还可以用于型材、棒线材和管材的轧制力、轧制载荷、轧制力矩和宽展的求解。三维FEM解析作为一种有效的解析工具已得到人们的认可。
  
  人们期待着今后能向轧制温度解析和将轧制加工时的材料组织变化,尤其是将轧制缺陷解析系统组合起来的综合轧制理论方面发展。
  
  2 变形阻抗变形阻抗值是计算轧制载荷和轧制力矩时的重要物理特性值。日本钢铁协会轧制理论研究会已对变形阻抗值的研究数据进行了充实和收集,并采用数学模型进行了研究。
  
  在热变形阻抗方面,采用考虑到多道次高速连续轧制时的累积应变效应的变形阻抗公式进行计算后,显着地提高了热变形阻抗值的预测精度。为把考虑到材料组织变化的轧制理论进行扩展,希望能建立对材料的硬化、恢复和再结晶等现象同时进行跟踪的理论体系,积累一些与合金成分相对应的能对冶金现象进行定量化的数据。
  
  在冷变形阻抗方面,通常是采用考虑到温度和应变速度相互关系的动态变形阻抗公式进行计算。
  
  3 轧制润滑和轧辊随着冷轧速度的高速化(最大2800mpm),为获得摩擦系数的定量值,开发了高速轧制模拟装置和双圆筒滑动试验机,严格计算流入油膜的厚度,对轴与轴承等的热胶着进行了评价,提出了表面光泽度的推定和控制系统,并对轧制润滑油进行了改进。作为工作辊材质,一般是将高碳Cr系锻造材进行表面淬火后,使微细碳化物在完全变为马氏体的基质中大量析出,形成硬度高的组织,但由于轧制方面的要求越来越高,因此加快了对镀Cr和喷镀WC-Co来提高耐磨性的研究和高速钢及陶瓷新材质的研究。轧辊表面的加工也从喷丸清理变为电火花加工,或采用电子束和激光束等进行加工,使轧辊表面加工得更加均匀、轧辊形状更加妥当。
  
  在热轧过程中,确保材料的咬入性能,提高轧辊的耐磨性,防止轴与轴承等的热胶着是重要的课题。目前轧辊一般是使用高速钢,但希望开发出高载荷轧辊和轧制工具,以适应更大的压下轧制要求。
  
  提高轧辊和轧制工具的耐磨性、抗事故性和抗桔皮状缺陷性是轧制技术飞速发展所不可缺少的重要技术,从减轻环保压力的观点来看,这些技术要素今后也是很重要的。
  
  钢板1 连续轧制和直接连接轧制中华不锈钢网持续关注及报道:日本自1968年开发了森吉米尔式多辊轧机的全连续式串列式冷轧机(TCM)和1970年开发了四辊轧机的全连续式TCM以来,轧机的连续化已取得很大的进展。目前日本国内的主要轧机都实现了完全连续化。由于完全连续轧机的技术可以和轧机的上下工序连接,因此1986年开发出了酸洗-TCM-连续退火成套设备。完全连续化的开发包括了轧制生产计划可以随意变化、稳定焊接技术、带材稳定移动技术、前进方向可变装置等。在冷轧的连续化之后,1996年首次在世界上开发出了热轧的连续化技术。它是在粗轧结束后将前后轧材在进入精轧机前进行焊接,使精轧机在无切头切尾的状态下进行无头轧制的技术,解决了产品前后端部的质量问题,同时使极薄钢板和新材质钢板的生产技术变得有可能。
  
  自1989年将50~100mm厚的薄板坯连铸机和轧机直接连接的紧凑式轧机诞生以来,其建设数量逐年增加,目前在日本以外的国家中至少已建设了50套。紧凑式轧机的特征是设备投资少、交货期短,可进行没有水冷滑轨造成黑印的等温轧制,如果采用长的板坯,还能进行半无头轧制,可以预计今后其应用将越来越广,同时能进一步提高产品质量。另外,将来带钢连铸机应用的趋势引人关注。
  
  2 新型轧机关于轧机辊距的控制,轧辊项弯装置是关键。众所周知,日本以20世纪70年代后期出现的六辊变速轧机(HC轧机、UC轧机)为契机,开发了交叉辊薄板轧机(PC轧机)、双轴承座顶弯装置(DC-WRB)、在小直径工作辊上装有侧支撑辊的六辊FFC轧机、Z-Hi轧机、多辊型CR轧机、KT轧机、轧辊本身具有可变凸度型的VC轧辊、TP轧辊、NIPCO轧辊,还有采用在线磨削的轧辊磨床(ORC)等,这些新型装备为世界轧制设备的发展做出了很大的贡献。另外,还研究开发了采用1机架多道次轧制技术的各种轧机,但其应用仅限于特殊材的轧制。
  
  3 板材中心凸度部分和板材形状的控制板材轧制时的中心凸度部分和板材形状的控制是对同一现象进行控制的技术。由于前者的控制精度在数微米至数十微米就可以了,而后者的控制精度应在0.1μm或小于0.1μm,因此被视为不同的技术。在对比较厚的钢板进行热轧时要控制板材的中心凸度部分,冷轧时要将中心凸度部分比率保持一定,在考虑形状后进行薄壁化轧制。虽然这是常规操作法,但由于板材端部容易产生三维变形,因此开发了控制边缘凸度的技术。例如,有采用立辊轧机减少边缘损失的方法;在轧机上下辊之间使圆盘状水平辊向板的两边挤压,一面约束宽度一面进行轧制的方法;还有采用带有锥度工作辊的轧机和交叉辊轧机进行轧制的方法。因此,可以预计今后仍将积极利用三维变形的技术来控制板材中心凸度部分。
  
  (1)严格涂料浆品质控制和管理定期监测涂料浆中粘结剂提取液的胶凝时间,坚决废弃已经老化变质的涂料,特别是面层涂料。
  
  (2)确保型壳导热性、透气性良好保证型壳导热性良好,确保蜡模表层在蜡模整体膨胀前熔化;同时保证型壳面层透气性良好,减轻蜡模整体受热膨胀对型壳产生的张力,防止型壳开裂。
  
  (3)提高型壳干燥率型壳越干燥,型壳强度越高,承受脱蜡时蜡模膨胀的能力越强,型壳越不容易开裂。同时适宜的型壳干燥率也确保型壳中残留水分少,在脱蜡时不会受蒸气高温作用而出现异常沸腾现象,从而避免型壳局部破损开裂。
  
  3焙烧、熔炼及浇注控制(1)充分焙烧型壳。
  
  (2)合金熔炼时脱氧、除渣处理应充分,同时保证对熔体表面氧化物等夹渣应及时处理干净。必要时在浇注完毕的型壳周围人为地造成还原性气氛,如向刚浇注完毕的型壳撒木屑。同时也要避免加入过量的脱氧剂,以防反而增加钢水中非金属夹杂物的含量。如不锈钢的脱氧剂多用锰铁和硅铁,其在钢水中反应生成MnO和SiO2,SiO2熔点较高,在钢水中悬浮很难排除,易与金属反应生成硅酸盐系列的非金属夹杂,是表面黑点缺陷的主要来源之一。
  
  (3)控制适宜的浇注温度。为了保证钢液充满型腔,获得良好的铸件表面品质,必须采用足够高的浇注温度。但是浇注温度过高,容易加剧表面合金元素的氧化,从而产生表面麻点等其他缺陷。因此,在保证获得轮廓清晰的铸件条件下,应采用较低的浇注温度。中华不锈钢网持续关注及报道

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