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轧制不锈钢复合板轧制力和复合扩散作用机理

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轧制不锈钢复合板轧制力和复合扩散作用机理

不锈钢复合板广泛应用于化工、造纸、制盐、生物发酵等工程,轧制不锈钢复合板结合强度高,加工性能强。

首先介绍下轧制力,轧制力是作用在轧件上的轧制力起了十分重要的作用,主要体现在三个方面。(1)影响金属的塑性变形:轧制不同屈服强度的双金属,在相同的轧制力的作用下产生不同步的塑性变形,形成界面上下层金属的不同步流动。(2)影响界面原子的扩散。在轧制力的作用下,界面两侧金属元素产生化学键的结合,从而实现复合。(3)影响摩擦作用机理。轧制力的变化,影响摩擦作用机理的变化,轧制区间不同,摩擦特征不同,形成了十分复杂的混合摩擦模型.

影响轧制力的因素有变形率、摩擦系数、张力。前两者增大轧制力增大。而采用后者轧制,轧制力显著降低。

扩散机制是在一定的温度压力作用下,将清洁金属表面有效接触,界面原子相互扩散形成一层很薄的过渡扩散层,实现界面的良好的结合。

目前己发现和提出的扩散机制包括空位机制、间隙机制、交换机制和环形机制等。对于具体扩散,往往是多种扩散机制共同起作用。一定的温度和压力作用下轧制双金属时,待复合金属界面相互接触,通过微观塑性变形而扩大待连接表面的物理接触,通过原子间相互扩散,形成整体的可靠结合。经大量实验检测,在轧制中,界面两侧原子会越过界面向另一方扩散形成扩散层。扩散层的厚度和浓度与轧制连接的时间和轧制温度有关,延长轧制力时间,升高轧制温度金属原子间的扩散也就越充分。

轧制双金属过程中,界面结合可分为三个阶段:第一阶段为物理接触阶段,微观凹凸不平的表面在外加压力的作用下,一些点先达到塑性变形,在持续压力的作用下,接触面积逐渐扩大,这就是前述的机械作用界面结合机制;第二阶段是接触界面原子间的相互扩散,形成牢固的结合层;第三阶段是在接触部分形成的结合层逐渐向体积方向扩散发展,使大多数缺陷消失,在接触处形成共同的晶.

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