加热工艺对冷拔-钎焊不锈钢/碳钢复合钢筋界面性能的影响

特殊钢 ›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (1): 49-53.

加热工艺对冷拔-钎焊不锈钢/碳钢复合钢筋界面性能的影响

高亚男¹，鲍远通¹，张全逾¹，肖宏²

1承德石油高等专科学校汽车工程系，承德067000；
2燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心,秦皇岛066004

收稿日期:2016-08-30 出版日期:2017-02-01 发布日期:2022-07-28
作者简介:高亚男(1982-),男，博士，工程师,2005年河北理工大学 (本科)毕业,金属变形过程的计算机模拟/层状复合材料成形的研究。张全逾(1980-)，男，副教授，河北工业大学机械工程专业硕士研究生毕业。
基金资助:
国家自然科学基金项目(51075353)；
承德市科技计划项目(201601A088)资助

Effect of Heating Process on Interface Performance of Cold Drawing-Brazing Stainless Steel/ Carbon Steel Cladding Bar

Gao Yanan¹ , Bao Yuantong¹ , Zhang Quanyu¹ ， Xiao Hong²

1 Department of Automotive Engineering, Chengde Petroleum College, Chengde 067000;
2 National Engineering Research Center for Equipment and Technology of Cold Rolling Strip, Yanshan University, Qinhuangdao 066004

Received:2016-08-30 Published:2017-02-01 Online:2022-07-28

摘要/Abstract

摘要： Φ22 mm×2 mm 304不锈钢管-0.1 mm铜箔-Φ17.2 mm Q195钢筋经10%减径冷拔使3层金属紧密结合,再经1150℃加热钎焊得到不锈钢/碳钢复合钢筋。研究了1 100~1 225℃保温1 h和1150℃的保温时间（0.54 h）对复合钢筋结合界面组织性能的影响。结果表明,1150℃加热后钎焊金属界面强度最大为296 MPa,铜箔作为钎焊层可以有效的实现不锈钢层和碳钢层的冶金结合;随1 150℃保温时间增加,不锈钢和碳钢之间的元素扩散距离和浓度增加,保温2 h,碳钢侧的Fe扩散到铜层约80μm,不锈钢侧的Cr和Ni扩散到碳钢内部约60μm,铜钎焊层出现含Cr、Ni的气泡状铁基固溶体并变大变多;界面区域的剪切强度和显微硬度随保温时间呈先增大后减小的趋势,保温2 h后达到最大值,分别为301 MPa和HV423。

关键词: 304不锈钢-Q195碳钢复合钢筋, 冷拔, 铜钎焊, 1150℃保温时间, 剪切强度

Abstract: The Φ22 mm x 2 mm 304 stainless steel tube-0. 1 mm copper foil-Φ17. 2 mm Q195 reinforce steel bar is cold-drawn by reduction 10% in diameter to make the 3 layer metal closed contact, than heated and brazed at 1 150 ℃ to get Stainless steel/carbon steel clad bar. The effect of heating temperature 1 100 〜1 225 ℃ for i h and holding time (0. 5 〜4 h) at 1 150 ℃ on structure and performance of contacted interface of clad reinforce bar has been studied. Results show that the strength of brazing metal interface heated at 1 150 ℃ is maximum , i. e. 296 MPa, and the copper foil as a brazing layer is available to fulfill the metallurgical combination of stainless steel layer and carbon steel layer； with increasing holding time at 1 150 ℃，the diffusion distance and concentration of elements between stainless steel and carbon steel increase, with holding for 2 h the Fe in carbon steel side diffuses into copper foil about 80μm and the Cr and Ni in stainless steel side diffuse into carbon steel about 60μm； and the bubble type iron base solid solution containing Cr and Ni occurred in copper brazing layer becomes larger and increases ； and with increasing holding time the shear strength and micro hardness of interface area are increase first and then decrease, and with holding for 2 h the shear strength and micro hardness are up to maximum and respectively 301 MPa and HV423.

Key words: 304 Stainless Steel-Q195 Carbon Steel Cladding Reinforce Bar, Cold Drawing, Copper Brazing, Holding Time at 1 150 °C, Shearing-Strength

高亚男, 鲍远通, 张全逾, 肖宏. 加热工艺对冷拔-钎焊不锈钢/碳钢复合钢筋界面性能的影响[J]. 特殊钢, 2017, 38(1): 49-53.

Gao Yanan , Bao Yuantong , Zhang Quanyu , Xiao Hong. Effect of Heating Process on Interface Performance of Cold Drawing-Brazing Stainless Steel/ Carbon Steel Cladding Bar[J]. Special Steel, 2017, 38(1): 49-53.

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