真空电子束焊接组坯热轧生产不锈钢复合板

    层状金属复合板既具有覆层材料的特点，包括耐腐蚀、耐热、耐磨损等性能，又具有基层材料的特点，如强度和刚度等，是一种新型材料。其中，不锈钢复合板是金属复合板中应用最为广泛的一种，所占比例达到80%以上。它是将具有耐腐蚀、耐热、耐磨的不锈钢作为覆层，而采用强度相对较高、塑性韧性较好的碳钢或低合金钢作为基层，其材质和厚度可以自由组合。
  与纯不锈钢相比，不锈钢复合板具有明显的性能和成本优势，可节约Cr、Ni等合金元素70～80%，从而可节约成本30～50%，不仅可大大节约不锈钢材料，还可显著降低各种装备、结构件的材料成本。作为一种资源节约型产品，可广泛应用于石油、化工、盐业、水利电力等行业，大幅度降低工程造价，实现低成本和高性能的完美结合，具有良好的经济效益。
    目前，不锈钢复合板的工业生产主要采用爆炸复合、爆炸复合+轧制和轧制复合工艺。国内主要以爆炸复合和爆炸复合+轧制法生产不锈钢复合板为主。但是，随着科技的发展，对复合板的要求越来越高，特别是环保意识的增强，爆炸复合的弊端逐步受到了人们的重视。首先，爆炸工艺所采用复层的厚度范围受限，太厚和太薄都无法实现良好的结合；同时，其连续性不强，自动化程度低，效率低。在结合面上产生加工硬化，故爆炸后需进行软化处理。此外，还需要特定的爆炸场所。爆炸工艺虽曾在美国、日本等发达国家大量应用，但爆炸所带来的震动和噪音难以控制，由于爆炸复合法和爆炸复合+轧制工艺均存在以上缺点，人们迫切希望开发出一种新型的、高效的、环保的不锈钢复合板生产工艺。
    在此背景下，国内外的学者逐步把目光投向了轧制复合板技术。随着装备向大型化、高速化、连续化方向发展，利用热轧工艺可高效率、高质量、低成本地生产各类复合板，特别可生产爆炸工艺无法生产的板宽超过3000mm的复合板，与爆炸工艺相比具有显著优势。随着轧制技术的不断成熟，除了特殊材料之外，爆炸工艺逐渐被轧制工艺取代。
    某公司技术人员采用真空电子束焊接组坯技术，通过热轧工艺进行了不锈钢复合板的轧制试验，对不锈钢复合板板形、结合面组织状态、拉伸、冲击、剪切和弯曲等性能进行了检测分析，讨论了真空电子束焊接组坯热轧不锈钢复合板的技术特点。试验结果表明：
    （1）采用真空电子束焊接组坯热轧生产工艺，在真空条件进行组坯，提高了界面的结合能力和性能，可以获得板形良好、厚度控制均匀的304/Q235B不锈钢复合板。
    （2）得到的1/6mm规格的304/Q235B不锈钢复合板结合面无间隙，各项力学性能良好，其中剪切强度为450MPa，远高于不锈钢复合板国家标准要求的2100MPa，达到了R1级标准。
    （3）通过剪切断口观察和能谱分析，确定304/Q235B不锈钢复合板剪切试样为韧性断裂，断裂位置为Q235B侧，说明碳钢侧为不锈钢复合板的薄弱区域。（余冶）