拉应力对热轧复合板界面组织的影响

发布时间：2021-09-30 00:39

　　以5.5mm厚的Q235A碳钢板材为基材,2.5 mm厚的304奥氏体不锈钢板为覆材,制备了碳钢/不锈钢复合板。研究了单道次轧制碳钢/不锈钢真空复合板界面组织及拉应力对界面组织的影响。结果表明:热轧复合板界面析出片状碳化物,随轧制压下率增加,片状碳化物更加密集。在318 MPa屈服应力作用下,复合板基板表面产生韧窝,片状碳化物基本未断裂;在345.5 MPa应力作用下,基材裂缝变得宽而深,碳化物断裂;试样受到368.97 MPa应力作用时,碳钢表面碳化物受力后碎裂,凹坑数量增加,深度减小。在384.73 MPa（抗拉强度）应力作用下,试样的韧窝密集而细小,粒子碎裂成为小块,基体中产生了很多破坏性裂纹。 

【文章来源】：热加工工艺. 2020,49(21)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

试样制备示意图

采用不破坏方式将热轧复合板碳钢与不锈钢整体分离，使用X"Pert PROMPD多功能X射线衍射仪对碳钢试样结合面进行组分表征，结果为M7C3、Mn1.5Cr1.5O4及铁素体相（图4）。Q235碳钢冷却奥氏体本应共析出铁素体与珠光体，但奥氏体被压碎成细小晶粒后难以共析出珠光体，在结合界面碳钢侧形成铁素体区[7]；检测结果中的碳化物M7C3应为碳钢表面析出的层片物（图2、3）。而复合板界面出现的Mn1.5Cr1.5O4相是由于系统内部残余气体将性质活泼的铬、锰原子氧化，在碳钢表层形成极少量铬锰氧化物。高温下碳钢表面在巨大的轧制力作用下发生变形，奥氏体晶粒受力后碎裂形成众多的微裂纹缺陷，使碳原子易于析出扩散，铁素体内部析出大量颗粒状碳化物。高温下碳钢表面软化，轧制使其剧烈变形，位错能增大，碳、铬等活跃原子易于填补晶界间缺陷[8-9]，轧制内应力促使不锈钢基体中铬原子向碳钢表层扩散，使结合界面生成细密层片状碳化物，其内部细密的薄片状物质排列整齐有序。

式中：ΔV为总能量；VE为弹性应变能；VA为表面能；γ为比表面能；E为弹性模量；s为微裂纹长度；σ为拉应力。碳化物薄片与拉伸方向之间角度不同，受到大小不同的应力作用，因此考虑θ的影响，式（5）变形为：

【参考文献】：
期刊论文
[1]热轧碳钢/不锈钢复合板结合界面碳钢的组织演变[J]. 李海斌,黄庆学,周存龙,刘光明,帅美荣,马勤.  材料热处理学报. 2014(04)
[2]应用超快冷工艺热轧微合金带钢的试验研究[J]. 孙浩源,李胜利,唐广波,彭宁琦.  热加工工艺. 2013(07)
[3]钢中脆硬粒子裂纹形成机理[J]. 朱亮,张爱华.  物理学报. 2004(02)



本文编号：3414772