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不锈钢/碳钢包层钢筋轧制模拟分析与试验研究

高亚男 , 谢红飙 , 肖宏 , 王健

钢铁

研究了不锈钢/碳钢包层钢筋轧制过程中,轧件尺寸变化情况以及金属的流动规律。应用MSC.Marc对不锈钢/碳钢包层钢筋轧制过程进行了有限元模拟。基于软件二次开发,判断两金属的结合状态。通过和均质碳钢钢筋轧制模拟结果进行对比,并经包层钢筋轧制试验验证,结果表明：轧制过程中,不锈钢包层钢筋芯部的轴向延伸阻力大于均质碳钢钢筋,造成包层钢筋的宽展大于均质碳钢钢筋,因此,不能应用轧制均质碳钢钢筋的孔型轧制包层钢筋。包层钢筋的模拟结果与试验比较吻合,证明孔设计合理且有限元模型可靠。

关键词: 不锈钢 , 包层钢筋 , 轧制 , 孔型

热处理工艺对热轧包层钢筋界面结合性能的影响

张少坤 , 肖宏 , 谢红飙 , 高亚男 , 何冰冷

材料热处理学报

采用热轧法制备不锈钢/铁屑包层钢筋,通过不同扩散退火工艺处理试件,应用光学显微镜和显微硬度仪对结合界面复合情况及复合界面附近显微硬度进行了分析.通过剪切实验测试了两金属间的复合强度,并应用SEM分析了剪切断面的微观形貌.运用扩散理论研究了不同退火工艺对Cr元素扩散的影响,应用EDS测得Cr元素的分布情况.结果表明:通过热轧制备的不锈钢/铁屑包层钢筋复合界面附近仍存在一些微小孔洞,通过扩散退火处理可以减少孔洞数量,提高复合界面剪切强度,提高温度增加保温时间可以使剪切断裂面上的剪切韧窝变得更加细密,均匀.在退火温度900℃,保温90 min,剪切强度可以达到441 MPa,同时提高退火温度增加保温时间可以增加Cr元素的扩散距离,提高复合界面的结合强度.

关键词: 包层钢筋 , 热轧 , 热处理 , 元素扩散

热轧工艺对不锈钢/铁屑芯包层钢筋性能的影响

高亚男 , 张艳菊 , 郝瑞朝 , 李金勇 , 肖宏

钢铁研究学报

采用热轧方式,利用回收铁屑制备新型不锈钢/铁屑芯包层钢筋.通过金相显微镜、SEM、EDS及显微硬度仪对不锈钢与铁屑芯的接触界面进行分析,并考察了轧制道次、轧制温度、石墨添加剂等对包层钢筋力学性能的影响.结果显示:经6道次轧制后,界面两侧发生了元素扩散,扩散距离70～80μm,铁屑中的铁向不锈钢中扩散,不锈钢中的Cr、Ni、Mn等元素向铁屑芯中扩散,使界面附近碳钢侧的显微硬度值明显提高.轧制道次的增加,提高了不锈钢与铁屑芯间的结合强度,两金属间的剪切强度最大为355 MPa.随轧制温度的提高,不锈钢/铁屑芯包层钢筋的抗拉强度、仲长率增加.1150和1 250℃轧制的包层钢筋的抗拉强度分别为470和500 MPa,伸长率分别为32％、35％.在铁屑中添加石墨粉可以改善铁屑芯的组织成分.随石墨添加量的增加,包层钢筋的抗拉强度提高,而伸长率降低.石墨添加量为1.0％(质量分数,下同)时,铁屑芯中析出白色网状的二次渗碳体,包层钢筋抗拉强度提高到736.5 MPa,但伸长率降低到16％,拉伸断口呈明显的脆性断裂形貌.

关键词: 包层钢筋 , 不锈钢 , 铁屑 , 轧制工艺

多道次热轧对包层钢筋性能及结合面的影响

谢红飙 , 高亚男 , 王涛 , 肖宏

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00364

采用热轧的方式制备了不锈钢/碳钢包层钢筋,研究了包层钢筋的机械性能及界面的结合情况.通过拉伸、剪切实验测试了钢筋的抗拉强度等性能及两金属的结合强度.应用OM,SEM,EDS以及显微硬度仪对界面附近的显微形貌、元素扩散以及显微硬度分布进行分析.实验结果显示:不锈钢/碳钢包层钢筋的轧制过程中双金属等比例延伸,其抗拉强度高达550 MPa,延伸率45％,拉伸过程中出现明显缩颈,断口处两金属未分离.随轧制道次的增加,金属结合更加致密,剪切强度增加,最大剪切强度为333 MPa,剪切断裂面出现典型的塑性韧窝和剪切滑移.界面附近出现了明显的元素扩散,不锈钢中的Cr,Mn和Ni等元素向碳钢扩散,碳钢中的Fe元素向不锈钢扩散,总扩散距离约30 μm,造成界面附近碳钢侧的显微硬度显著增大,第6道次后其值为399.4 HV,远高于碳钢基体的硬度.复合包层钢筋界面间形成了良好的冶金扩散结合.

关键词: 包层钢筋 , 热轧 , 结合界面 , 扩散

铁屑材料压制工艺及性能研究

肖宏 , 高亚男 , 赵铁勇

材料科学与工艺

为研究铁屑热压成型工艺,将表面处理后的Q195切屑经压实、加热、热复压工序,得到具有一定强,度和塑性的金属材料.通过压缩试验和金相观察,考察工艺参数对材料组织及性能的影响.研究表明:冷压烧结不能使金属切屑之间实现冶金结合,必需进行热复压;随着压制力及压制温度的提高,材料的密度和变形抗力增大;在小变形情况下,试件的变形抗力略低于原始Q195金属,当应变大干0.06时,与Q195趋干一致;含铜作为粘结剂的试件,铁屑与铜的结合致密,无裂纹及空穴出现;含铝作为粘结剂的试件,应变大于0.03时,试件破坏,铝的粘结作用失效.

关键词: 铁屑 , 回收 , 压制 , 冶金结合

室温轧制高纯铝亚结构的EBSD研究

中国材料进展

用背散射电子衍射(EBSD)技术测试了室温轧制高纯铝的微取向分布,提出了表征亚结构定量信息的概念并开发了分析软件,研究了亚晶的尺寸及其平均取向差的定量特征.结果表明,平均取向差(θcry)小于15°的亚晶数量占95%以上,其平均直径约6μm～7μm,随亚晶平均取向差增大,亚晶平均尺寸增大;亚晶尺寸与其自身平均取向差和周围亚晶平均取向差的平均值(θenv)有关,当θcry/θenv＞1时,其尺寸大于周围亚晶尺寸的平均值;反之也成立.

关键词: 高纯铝 , 轧制 , 取向 , 亚结构 , 背散射电子衍射(EBSD)

亚临界热处理对高铬白口铸铁组织和耐磨性的影响

孙志平 , 沈保罗 , 高升吉 , 王均 , 黄四九

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2003.03.012

研究了亚临界处理温度和保温时间对高铬白口铸铁组织转变、硬度和耐磨性的影响,研究表明,铸态组织中含有大量残留奥氏体的高铬白口铸铁,在500～650 ℃之间进行热处理,其中的残留奥氏体在冷却到室温的过程中会转变成马氏体而造成高铬铸铁硬度升高.在适当的处理温度和保温时间下,高铬白口铸铁能得到最高的硬度,温度过高或保温时间过长都会导致其硬度下降.磨损试验结果表明,通过亚临界热处理高铬白口铸铁的耐磨性可以得到一定的改善.

关键词: 高铬白口铸铁 , 亚临界处理 , 马氏体相变 , 硬化 , 耐磨性

高硫镍镀液中苯亚磺酸钠的测定

郑莹 , 高灿柱 , 刘春花

材料保护 doi:10.3969/j.issn.1001-1560.2005.06.022

准确测定电镀液中添加剂的含量,对排除电镀故障及提高镀液质量有指导作用.采用紫外分光光度法研究了pH值、无机盐等对高硫镍镀液中苯亚磺酸钠吸光度的影响,建立了测定镀液中苯亚磺酸钠浓度的分析方法.结果表明,该方法快速、准确,可用于工业电镀高硫镍电解液中苯亚磺酸钠浓度的现场分析.

关键词: 测定 , 电镀镍 , 高硫镍 , 添加剂 , 苯亚磺酸钠

一种高铬铸铁磨球的亚临界处理

王均 , 孙志平 , 高升吉 , 刘浩怀 , 沈保罗 , 黄四九

上海金属 doi:10.3969/j.issn.1001-7208.2004.06.002

主要研究了高铬铸铁磨球采用亚临界处理工艺时的组织转变和性能变化,用X衍射、扫描电镜、磁性法和硬度测定法分析了它的硬化机制.研究表明,在亚临界处理过程中,铸铁基体组织中的残余奥氏体会析出二次碳化物并在冷却过程中转变为马氏体,出现二次硬化现象,使其硬度上升.在适当的处理温度和处理时间下,能得到最高的硬度,即用亚临界处理的磨球能达到常规热处理的性能,从而大大降低生产成本.

关键词: 高铬铸铁 , 磨球 , 亚临界处理

亚熔盐法高铬钒渣钒铬高效同步提取工艺研究

潘自维 , 郑诗礼 , 王中行 , 王少娜 , 杜浩 , 张懿 , 谢华

钢铁钒钛 doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2014.02.001

根据高铬型钒渣物相特征,采用NaOH亚熔盐液相氧化法提取高铬钒渣中的钒铬,实现钒铬的高效低成本低温同步提取.系统考察NaOH亚熔盐体系反应温度、碱矿质量比、搅拌转速等工艺参数对钒渣分解过程的影响,获得最优工艺参数为:温度220℃,NaOH浓度85％,碱矿比10∶1,搅拌转速950 r/min,常压通氧气流量1 L/min,反应时间6h;钒、铬的浸出率分别达到95％和90％以上,实现了高铬钒渣中钒铬共提,为高铬型钒渣中钒铬的同步提取提供了一条可行途径,实现了钒渣的综合利用.

关键词: 高铬钒渣 , 亚熔盐 , 液相氧化 , 钒铬共提