以低合金鋼EH40和不銹鋼316L為基層和復(fù)層的復(fù)合板,具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和抗腐蝕性能,在利用真空熱軋法生產(chǎn)不銹鋼復(fù)合板的過(guò)程中,往往需要添加金屬夾層來(lái)阻隔界面間發(fā)生的元素?cái)U(kuò)散,但樣件處理復(fù)雜,焊接封裝后仍需檢驗(yàn)氣密性,且界面真空度不易保證,導(dǎo)致出現(xiàn)了一定程度的氧化物和雜質(zhì)。為了保證界面結(jié)合強(qiáng)度、提高純凈度,本文以提高帶夾層不銹鋼復(fù)合板層間真空度為目的,從夾層材料的引入方式出發(fā),研究采用熔融態(tài)金屬制備夾層的方法對(duì)復(fù)合板界面特征的影響�；谌廴趹B(tài)夾層添加方法,選取流動(dòng)性好的鐵鈷鎳合金為夾層材料,對(duì)帶鐵鈷鎳夾層的組合件進(jìn)行壓縮成形試驗(yàn),觀察成形界面附近元素?cái)U(kuò)散情況,探究鐵鈷鎳夾層的阻隔性能,提出在真空環(huán)境下利用壓力差向316L/EH40組合坯料中填充夾層的方法,從流變學(xué)角度建立鐵鈷鎳熔體流動(dòng)數(shù)學(xué)模型,描述熔體的涂覆過(guò)程。利用ProCAST有限元軟件建立熔融態(tài)夾層涂覆流動(dòng)模型,對(duì)影響夾層成型質(zhì)量的熔體溫度、層間真空度、夾層厚度等工藝參數(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬研究,研究不同工藝參數(shù)對(duì)熔體流動(dòng)特性的影響,以涂覆率為指標(biāo)制定工藝參數(shù)優(yōu)化圖,從涂覆完整區(qū)域中選取參數(shù),進(jìn)行熔體凝固特性及縮孔分布仿真研究,確定涂... 

【文章來(lái)源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

鑲嵌件制備圖

第2章鐵鈷鎳夾層阻隔效果與涂覆機(jī)理研究-13-2.2.2顯微硬度測(cè)試及金相組織觀察利用Qness10顯微硬度計(jì)測(cè)量添加鐵鈷鎳夾層316L/EH40組合樣件界面附近硬度，如圖2-7所示。測(cè)量過(guò)程中參考GB/T4340.0-2012定義界面中心為0點(diǎn)，取點(diǎn)路徑與界面成30°，試驗(yàn)力為100g，加載時(shí)間10s，在路徑上等距離取點(diǎn)且間隔不小于3倍對(duì)角線長(zhǎng)度，不銹鋼側(cè)和低合金鋼側(cè)各選10個(gè)點(diǎn)測(cè)量硬度值。由于基層和復(fù)層兩側(cè)碳元素含量存在濃度差，碳元素會(huì)在壓縮過(guò)程中高溫情況下發(fā)生擴(kuò)散，擴(kuò)散后會(huì)影響復(fù)合材料的整體性能，因此需要利用金相顯微鏡觀察添加鐵鈷鎳夾層后碳元素?cái)U(kuò)散情況，將電解完成的試件在如圖2-8所示的AxioObserver3m金相顯微鏡下調(diào)節(jié)放大倍數(shù)觀察微觀組織。從圖2-9a)中界面處的顯微硬度圖可看出，316L側(cè)硬度值在250HV左右波動(dòng)，316L側(cè)界面2測(cè)量點(diǎn)的硬度值與遠(yuǎn)離界面2測(cè)量點(diǎn)的硬度值相差不大；EH40側(cè)硬度值在210HV左右波動(dòng)，EH40側(cè)最靠近界面1測(cè)量點(diǎn)的硬度與遠(yuǎn)離界面1測(cè)量點(diǎn)的硬度值相差不大，說(shuō)明界面附近低合金鋼碳元素未發(fā)生向不銹鋼側(cè)擴(kuò)散，未對(duì)材料本身的硬度產(chǎn)生影響。圖2-7Qness10顯微硬度計(jì)圖2-8AxioObserver3m金相顯微鏡從金相組織圖2-9b)可看鐵鈷鎳夾層與低合金鋼和不銹鋼間的界線明顯，清晰流暢較為平直，表明三種材料結(jié)合緊密，均已經(jīng)形成了良好的復(fù)合。316L不銹鋼側(cè)組織為單一的奧氏體組織，晶界清晰且比較平直，呈規(guī)則多邊形，晶粒粗大，EH40側(cè)組織中主要為鐵素體和珠光體且未發(fā)現(xiàn)脫碳層，與顯微硬度圖對(duì)比可得，靠近界面?zhèn)鹊秃辖痄揈H40與不銹鋼316L硬度均未發(fā)生突變，證明碳元素未發(fā)生從EH40側(cè)向316L側(cè)擴(kuò)散的現(xiàn)象，鐵鈷鎳合金夾層能夠起到阻止碳元素?cái)U(kuò)散的作用。

第2章鐵鈷鎳夾層阻隔效果與涂覆機(jī)理研究-13-2.2.2顯微硬度測(cè)試及金相組織觀察利用Qness10顯微硬度計(jì)測(cè)量添加鐵鈷鎳夾層316L/EH40組合樣件界面附近硬度，如圖2-7所示。測(cè)量過(guò)程中參考GB/T4340.0-2012定義界面中心為0點(diǎn)，取點(diǎn)路徑與界面成30°，試驗(yàn)力為100g，加載時(shí)間10s，在路徑上等距離取點(diǎn)且間隔不小于3倍對(duì)角線長(zhǎng)度，不銹鋼側(cè)和低合金鋼側(cè)各選10個(gè)點(diǎn)測(cè)量硬度值。由于基層和復(fù)層兩側(cè)碳元素含量存在濃度差，碳元素會(huì)在壓縮過(guò)程中高溫情況下發(fā)生擴(kuò)散，擴(kuò)散后會(huì)影響復(fù)合材料的整體性能，因此需要利用金相顯微鏡觀察添加鐵鈷鎳夾層后碳元素?cái)U(kuò)散情況，將電解完成的試件在如圖2-8所示的AxioObserver3m金相顯微鏡下調(diào)節(jié)放大倍數(shù)觀察微觀組織。從圖2-9a)中界面處的顯微硬度圖可看出，316L側(cè)硬度值在250HV左右波動(dòng)，316L側(cè)界面2測(cè)量點(diǎn)的硬度值與遠(yuǎn)離界面2測(cè)量點(diǎn)的硬度值相差不大；EH40側(cè)硬度值在210HV左右波動(dòng)，EH40側(cè)最靠近界面1測(cè)量點(diǎn)的硬度與遠(yuǎn)離界面1測(cè)量點(diǎn)的硬度值相差不大，說(shuō)明界面附近低合金鋼碳元素未發(fā)生向不銹鋼側(cè)擴(kuò)散，未對(duì)材料本身的硬度產(chǎn)生影響。圖2-7Qness10顯微硬度計(jì)圖2-8AxioObserver3m金相顯微鏡從金相組織圖2-9b)可看鐵鈷鎳夾層與低合金鋼和不銹鋼間的界線明顯，清晰流暢較為平直，表明三種材料結(jié)合緊密，均已經(jīng)形成了良好的復(fù)合。316L不銹鋼側(cè)組織為單一的奧氏體組織，晶界清晰且比較平直，呈規(guī)則多邊形，晶粒粗大，EH40側(cè)組織中主要為鐵素體和珠光體且未發(fā)現(xiàn)脫碳層，與顯微硬度圖對(duì)比可得，靠近界面?zhèn)鹊秃辖痄揈H40與不銹鋼316L硬度均未發(fā)生突變，證明碳元素未發(fā)生從EH40側(cè)向316L側(cè)擴(kuò)散的現(xiàn)象，鐵鈷鎳合金夾層能夠起到阻止碳元素?cái)U(kuò)散的作用。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]采用純鐵中間層熱軋鈦合金/不銹鋼復(fù)合板顯微結(jié)構(gòu)和性能[J]. 余超,謝紅飆,肖宏.  稀有金屬材料與工程. 2019(05)
[2]不銹鋼復(fù)合板界面組織形貌[J]. 于濤,井玉安,張亞樵,代自瑩,于偉達(dá),常健.  鋼鐵. 2018(11)
[3]渦輪減速器殼體鑄造模擬及工藝優(yōu)化[J]. 韓翠紅,張海剛,尹起,王志蒙,王宇璞.  熱加工工藝. 2018(21)
[4]熱軋對(duì)06Cr13/Q345R爆炸復(fù)合板界面微觀組織和元素?cái)U(kuò)散的影響[J]. 李晉.  熱加工工藝. 2018(17)
[5]水冷銅坩堝重熔吸鑄高溫合金K418的成分、組織和力學(xué)性能[J]. 蒲永亮,寇生中,董天文,張志棟,郭曉凡,曲紅霞.  金屬功能材料. 2018(04)
[6]TA1/Cu/X65復(fù)合板焊接接頭微觀組織及力學(xué)性能[J]. 張敏,慕二龍,王曉偉,韓挺,羅海龍.  金屬學(xué)報(bào). 2018(07)
[7]界面特性對(duì)特厚板坯復(fù)合軋制復(fù)合效果的影響[J]. 孫建亮,彭艷,谷尚武,杜興明.  中國(guó)機(jī)械工程. 2017(20)
[8]基于AnyCasting的機(jī)床滑塊鑄造模擬及工藝優(yōu)化[J]. 尹起,盛文斌,張振波.  熱加工工藝. 2017(17)
[9]加壓方式對(duì)鋁夾層AZ31B/Cu擴(kuò)散釬焊接頭組織和性能的影響[J]. 杜雙明,杜晨,張永琴,馬天洋,胡結(jié).  材料熱處理學(xué)報(bào). 2017(06)
[10]中國(guó)制造業(yè)質(zhì)量與品牌發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]. 林忠欽,奚立峰,蔣家東,郭政,劉穎,潘爾順,趙亦希,李艷婷.  中國(guó)工程科學(xué). 2017(03)

博士論文
[1]金屬鐵、鈷、鎳和鎳鋁合金熔化性質(zhì)的理論研究[D]. 張文晉.河南師范大學(xué) 2014
[2]氣體輔助注射成型充模機(jī)理數(shù)值模擬與成型工藝穩(wěn)健優(yōu)化[D]. 陳巍.上海交通大學(xué) 2011

碩士論文
[1]中間層采用預(yù)軋制坯的特厚鋼板三層軋制復(fù)合機(jī)理實(shí)驗(yàn)研究[D]. 李學(xué)敏.燕山大學(xué) 2016



本文編號(hào)：2978308