桥梁用不锈钢复合板的开发与应用研究

发布时间：2020-06-15 23:29

【摘要】：不锈钢与桥梁钢复合板,兼具复层不锈钢良好耐蚀性及基层桥梁钢良好的强韧性,替代单一的桥梁钢板,能显著提高桥面结构的耐腐蚀能力和使用寿命。真空轧制法是一种新型的复合板生产方式,具有绿色环保、生产性能稳定等优点。但有关轧制工艺参数对复合板结合面组织和力学性能影响的研究却少有涉及。为此,本文选取316L不锈钢作为复层材料,两种不同成分Q370qD低碳钢作为基层材料,研究不同基材成分对复合板力学和腐蚀性能的影响,进而优化基层材料成分;通过Gleeble-3500热模拟试验机模拟复合板轧制复合过程,结合光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及剪切试验等表征手段,研究不同轧制工艺参数对不锈钢复合板界面元素互扩散规律、组织和性能的影响,优化出最佳轧制工艺参数。据此开展了316L+Q370qD不锈钢复合板的工业试制,并对母材的综合力学性能及复合板焊接性、疲劳性和抗腐蚀性能进行评价。结果表明:复合板基层材料的碳含量从0.15 wt.%降低到0.10 wt.%时,复合板焊缝复层的抗晶间腐蚀性能显著提高,优化的碳含量范围是≤0.10 wt.%。随着轧制温度升高,界面元素的扩散距离增大,其相应的剪切强度也越来越高,界面的结合性能越来越好;随着轧制压下量的增大,界面处氧化物和夹杂物尺寸逐渐减小,最后消失,元素的扩散距离也逐渐减小,剪切强度逐渐增大,界面结合性能越来越好,据此优化的轧制复合工艺是:坯料加热温度≥1150℃,轧制总压下率≥70%。根据优化的成分和轧制工艺开展了316L+Q370qD不锈钢复合板的工业试制。复验结果显示,复合界面的剪切强度达到484 MPa以上,远大于标准值210 MPa。此外,试制复合板具有优异的防断性能,表现在:复合板复层侧和基层侧的韧脆转变温度均低于-30℃;复层及基材的时效敏感性系数均≤15%;经1440°扭转后,复层与基层的结合界面完好;Z向拉伸断面收缩率达到Z35级。对试制不锈钢复合板的焊接性、疲劳性和耐腐蚀性能进行评价,结果表明:试制复合板具有较低的淬硬倾向和有低焊接裂纹敏感性;不锈钢复合板及复合板焊接接头具有良好的疲劳性能,在循环次数2×10~6下的条件疲劳极限分别达到395 MPa和340 MPa;不锈钢复合板及复合板焊接接头的晶间腐蚀性能均合格。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U444
【图文】：

示意图,使用位,复合钢板,桥梁

图 1-1 复合钢板在桥梁上使用位置示意图属复合板的发展现状合板的发展现状期研究主要是美国，苏联和英国等国家，美国在十九世板的研究工作，到上世纪三十年代，不锈钢复合板在美之后美国又对复合板进行了近一步的研究和生产。同样也开始了金属复合的探索，同时也实现了多种复合方法的艺主要有轧制法[1-3]、铸造法、爆炸法[4-7]、扩散焊接法[8的微观组织以及性能的深入研究，成功生产出不锈钢的年代，英国对复合板进行了较为系统的研究，主要针对规律进行了系统研究。在上世纪的七十年代一种复合板出来，爆炸焊接+热轧这一工艺汇集了两种生产方式的优

示意图,电磁连铸,原理,示意图

图 1-2 电磁连铸生产复合坯原理示意图原理主要是将液态金属分别通过口 A 和口 B 浇入方存在着一个磁场，在磁场的作用下两种金属液不用下分为上下两层，然后在冷却的作用下，上层金的外壳，下层的金属液凝固成复合坯的内芯，进而法最早应用的国家是苏联和美国，是一种特种冶炼家与企业进过长时间的不懈努力发展出来的一种金所示，其主要生产过程是将基材至于底层的模具中，再使用石墨电极将基材钢板加热到一定温度；在的杂物会被要清理的很干净所以在此之前无需对基

【相似文献】