為了提高帶夾層不銹鋼復(fù)合板層間真空度,提出采用熔融態(tài)金屬制備夾層的方法。基于真空吸鑄成型原理,選取等原子比配比的鐵、鈷、鎳合金作為夾層材料,加熱至熔融狀態(tài),在真空壓力差作用下向復(fù)合坯料充型夾層。采用數(shù)值模擬方法確定充型工藝參數(shù),對充型樣件進行熱軋成形試驗,通過光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡等儀器表征分析了復(fù)合板的界面形貌特征。結(jié)果表明,夾層填充完整且充型率達到100%,拉伸強度和拉剪強度分別為490和319MPa,鐵鈷鎳合金與不銹鋼和碳鋼結(jié)合界面平直,復(fù)合狀態(tài)良好且潔凈無氧化物,熱軋后夾層厚度大于碳和鉻元素的擴散距離,能夠避免鉻的碳化物生成。

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【部分圖文】：

圖1夾層充型原理

對系統(tǒng)抽真空至設(shè)定壓力差，選取流動性能好的固態(tài)合金夾層材料置于下端開口的坩堝中，加熱使其溫度上升至高于本身熔點，保持熔融狀態(tài)，打開閥門利用重力及壓力差提供動力，將熔體吸引至基層復(fù)層組合坯料預(yù)留的腔體，冷卻凝固形成夾層，充型原理如圖1所示，充型完成后將基層/夾層/復(fù)層組合坯料取出，....

圖2材料固相率隨溫度變化曲線

根據(jù)上節(jié)提出的熔融態(tài)材料冷卻凝固成型夾層原理，選取熔融態(tài)流動性能好、元素性質(zhì)相近、熔煉后不易形成金屬間化合物的鐵、鈷、鎳3種金屬進行熔煉。合金的流動性在熔煉充型過程中起著至關(guān)重要的作用，3種金屬進行等原子比配比后，利用ProCAST軟件材料數(shù)據(jù)庫計算得到鐵鈷鎳合金的固相率與溫度的....

圖3充型時間和溫度分布云圖

依據(jù)設(shè)定的工藝參數(shù)進行數(shù)值模擬，得到夾層充型時間和充型完成時溫度云圖，如圖3所示。根據(jù)充型時間云圖可將夾層分為兩個區(qū)域，Ⅰ區(qū)域熔體填充時間從充型入口至夾層底部逐漸增加，Ⅱ區(qū)域填充時間從入口至底部逐漸減少，可見鐵鈷鎳合金熔體的流動方向先對Ⅰ區(qū)域從上至下填充，再對Ⅱ區(qū)域進行從下至上的....

圖4充型模具爆炸示意圖

將組裝完成的模具吸棒與真空泵系統(tǒng)連接，下堵頭與模具腔體間隙配合，吸棒吸口與夾層形成流動通道，在真空壓力差的吸引下將坩堝中熔融狀態(tài)合金吸入中間腔體完成充型。2.2合金熔煉

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