不锈钢/碳钢爆炸复合板消除应力热处理

HEATS

    为了消除爆炸复合界面的残余应力，对爆炸复合1Cr18Ni9Ti/Q235A样品进行了不同温度和不同保温时间的热处理, 对复板厚度为 f=2mm、装填比为R=1.20的样品测量了焊接界面的显微硬度。样品经550℃保温1h处理后，其显微硬度曲线与常温曲线相差很小，但是，在650℃和750℃保温1h处理后的显微硬度曲线明显低于常温曲线，说明热处理有了成效。 
    对样品进行了扫描电镜分析，结果表明，不论是否经过热处理，焊接界面两侧均有成分扩散，即Q235A一侧有Cr、Ni成分，1Cr18Ni9Ti一侧有Si、Fe成分；扩散程度与热处理温度关系不大，但与取样位置有关：越远离界面扩散成分的含量越少。说明界面两侧这种成分扩散是爆炸焊接本身产生的，与热处理无关。当低于550℃时，即使在不锈钢次表面也看不到碳的峰值；但在 650℃时，离界面更远的过渡区也能看到很小的碳峰，说明碳钢中的碳已扩散到不锈钢过渡区，碳成分的这种扩散与热处理温度有关。  
    对常温和550℃热处理的碳钢表层（近界面层）有严重变形引起的纤维状组织和许多细小颗粒，心部组织为铁素体加珠光体；不锈钢界面为第二相点状组织，心部为针状组织。但经650℃处理的碳钢样品近界面区小颗粒组织消失（表示可能发生脱碳），晶粒变得粗大，心部组织仍为铁素体加珠光体，但已看不到组织变形所产生的滑移线；而在不锈钢界面则有大量的黑色小颗粒，可能是脱碳后形成的碳化铬颗粒。750℃处理的碳钢样品表层金相与650℃相似，近界面区小颗粒组织消失的范围扩大，晶粒也更加粗大；而其心部已变为板条状马氏体加块状铁素体，估计发生了相变；不锈钢表层及心部与650℃基本相同。 
    综上所述，热处理温度低于550℃时，界面两侧近区显微硬度没有变化，Q235A钢基本不脱碳；热处理温度高于650℃时，显微硬度明显降低，但Q235A钢发生脱碳。因此，最佳热处理温度估计约为600℃。 
    不论复合板是否经过热处理，界面两侧都有物质相互扩散，扩散程度与热处理温度关系不大，但与距界面的距离有关，越远离界面扩散成分越少，扩散范围一般为几十微米。