材料合成 復合板-李朝龍

不銹鋼復合板制備技術(shù)制作人：李朝龍授課教師：別利劍目錄不銹鋼復合板簡介1

不銹鋼復合板制備方法2總結(jié)3一、簡介1.不銹鋼復合板是碳鋼基層與不銹鋼覆層通過一定的方式復合而成的一種雙金屬復合材料。2.從性能上看，它不僅具有不銹鋼耐磨、耐蝕、耐氧化、使用壽命長等特點，還具備了碳鋼高強韌性、耐沖擊、可拉伸等機械性能。3.從經(jīng)濟角度看，不銹鋼復合板降低了生產(chǎn)不銹鋼所需的鉻、鎳等稀有金屬使用量，使制造成本大幅度降低。4.不銹鋼覆層的選擇關(guān)系到不銹鋼復合板的整體性能，一般多采用304、316L、1Cr13及雙相不銹鋼等，基層碳鋼的選擇多考慮回彈和外界環(huán)境等要求。5.對于不銹鋼復合板的研究，國外從20世紀60年代開始，到70年代發(fā)展趨于成熟，開始商業(yè)化生產(chǎn)，20世紀80年代向品種與工藝的多樣化發(fā)展。目前，一些工業(yè)發(fā)達國家已經(jīng)開始大批量生產(chǎn)不銹鋼復合板，形成了規(guī)?；⑸唐坊?，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟社會效益。尤其是日本，采用直接軋制法制取的不銹鋼復合板具有不結(jié)合面積所占比例小，結(jié)合強度較高的特點。6.中國的不銹鋼復合板的研制始于20世紀60年代初，主要方式有爆炸復合法、爆炸軋制復合法冷軋和熱軋等?？偟膩碚f，我國不銹鋼復合板生產(chǎn)發(fā)展迅速，在一些方面已與國外水平相當，但某些技術(shù)方面仍與國外存在一定差距，產(chǎn)品質(zhì)量仍有待提高。這主要表現(xiàn)在未結(jié)合面積占有比例偏大、結(jié)合面抗剪強度較低及覆層金屬厚度不均勻等方面。二、不銹鋼復合板制備方法2.1爆炸復合法

爆炸復合法是利用炸藥爆炸產(chǎn)生的巨大能量驅(qū)動兩塊金屬板高速碰撞進行焊接，是將炸藥的化學能轉(zhuǎn)換為機械能使金屬材料連接的一種有效方法。由于加載壓力和界面高溫持續(xù)時間短，阻礙了基、復臺板金屬之間的化學反應，焊合區(qū)的厚度常在幾十微米以內(nèi)，因此適于大部分金屬對之間的焊接。

爆炸復合時，不銹鋼平行安置于金屬基層的上方，兩者間留一條小的間隙，在炸藥產(chǎn)生的沖擊波作用下，碰撞結(jié)合。在碰撞過程中，兩種金屬的原子鏈打開，相互滲透，兩種原子重新結(jié)合，牢固地焊接在一起圖一、爆炸復合工藝示意圖1.爆炸復合法的主要優(yōu)點是：（1）能實現(xiàn)大面積、大厚度金屬板的復合；（2）能實現(xiàn)熔點、熱膨脹系數(shù)以及硬度等性能差別較大的兩種復合材料的復合；（3）能適應大小不同批量的生產(chǎn)。2.爆炸法生產(chǎn)復合板的缺點是爆炸復合時在界面有明顯的碳的遷移，不能制備極大尺寸的不銹鋼復合板，復合板的表面質(zhì)量較差。

軋制復合法可分為熱軋復合法和冷軋復合法，熱軋復合法是讓兩種表面潔凈的金屬相互接觸，通過加熱和塑性變形時原子間高度擴散作用達到連續(xù)的冶金結(jié)合的復合方法。其金屬間的結(jié)合強度通常比原組合金屬高。冷軋復合是通過軋機的壓力使金屬復合，不會出現(xiàn)熱軋復合時普碳鋼中的碳向不銹鋼側(cè)擴散的情況，但對軋機的要求大大提高。

目前軋制復合法主要是熱軋復合法。目前世界上80%的復合板是采用軋制復合法生產(chǎn)的。2.2軋制復合法1.軋制復合法有以下優(yōu)點（1）可以比較方便地生產(chǎn)大尺寸的復合板；（2）可以減少非金屬雜質(zhì)對結(jié)合界面的污染；（3）可在基材和不銹鋼之間加入鎳，形成保護膜，防止不銹鋼層增碳。2.軋制復合法的缺點是制造過程工序多，因此不宜生產(chǎn)小規(guī)格的不銹鋼復合板圖2對稱軋制時復合板的組合2.3逆向凝固法

逆向凝固制備復合板的基本原理是將一定厚度的冷軋帶或熱軋帶作為母帶，將低溫母帶以一定速度由上而下穿過凝固器中一定高度的鋼液，母帶使附近的鋼水降溫，鋼液在低溫母帶的兩個表面凝固生長，形成新生相凝固層（簡稱新相層），形成數(shù)倍于母帶厚度的鑄態(tài)薄帶。因為凝固面是自內(nèi)向外推進的，與傳統(tǒng)的凝固方向相反，故稱為逆向凝固。圖3逆向凝固法制備不銹鋼復合板工藝示意圖鋼帶離開凝固器鋼液表面時，新相層和母帶牢固的結(jié)合在一起，可形成一定厚度的鑄帶，剛剛離開凝固器的鑄帶表面還處于半凝固狀時，置于凝固器上部的平整軋輥就對此鑄帶進行平整初軋，從而得到表面平整，厚度均勻的薄帶。2.3電磁連鑄法

電磁連鑄法尚處于研究階段，其制備復合不銹鋼板的原理是兩種化學成分不同的鋼液同時分別通過不同的浸入式水口注入結(jié)晶器。由于在結(jié)晶器的下部安裝了水平磁場，作用在鋼流上的洛侖磁力垂直穿過水平磁場，抑制了兩種鋼液的混合，而且水平磁場成為一個分界線，依靠磁流體力的作用把結(jié)晶器熔池分為上、下兩部分。通過結(jié)晶器冷卻作用，上部熔池的鋼液凝固成為復合鋼坯的外層。下部熔池的鋼液在外殼的里邊凝固形成復合鋼坯的內(nèi)芯。三、總結(jié)1、各種不銹鋼復合板的制備方法各有優(yōu)點，難以完全互相替代。逆向凝固法、電磁連鑄法制備不銹鋼復合板流程緊湊，成本低，競爭力強，將可能成為大批量、連續(xù)化生產(chǎn)不銹鋼復合板、帶的主要方法。2、不銹鋼復合板的研究歷來已久,所存在的問題不容忽視,在此應充分利用獨特的技術(shù)、資源優(yōu)勢,努力縮小與國外在某些方面的差距,大力開發(fā)高質(zhì)量的不銹復合板,滿足社會的需要。參考文獻1.甘平亞等.汽車熱交換器用三層復合合金箔材的冷軋復合工藝.中國有色金屬學報,1996,6(2):782.張永福,丁修坤.雙金屬固相異步軋制新工藝.東北工學院學報,1991,12(6):6193.王廷溥.不銹復合鋼板生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀.鋼鐵,1986,21（1）474.彭志輝,佘旭凡.不銹鋼覆鋁板的四層對稱軋制復合.武漢冶金科