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316L/0345R 耐爆クラッド板の熱処理プロセスに関する研究

Oct 12, 2024

爆発溶接技術は、ステンレス鋼と炭素鋼の複合材料に広く使用されています。爆発溶接は、爆発の瞬間の高温高圧を利用して材料同士を強固に接合することで、溶融が困難な異種金属溶接接合を実現します[4]。複合板の品質は、複合プロセスと材料の熱処理システムに依存します。熱処理プロセスは、複合板の性能を確保し、向上させるための重要な手段です。熱処理が不十分な場合、降伏強度の低下、伸びの不足、衝撃エネルギーの不足などの問題が発生する可能性があります。この論文では、爆発溶接技術によって製造された316L/0345R複合板に異なる熱処理プロセスを適用し、板の構造と特性に及ぼす焼鈍温度と冷却方法の影響を比較および分析して、最適な熱処理システムを決定しました。 。

 

爆発性溶接複合材プレートの形態は、316L と 0345R の爆発性複合材を平らに置く爆薬の方法を使用することによって達成されます。複合プレートは 316L 鋼で作られ、基材は 0345R 鋼です。爆発溶接後の接合率は99%を超えます。作製した複合鋼板は、接合界面での波形が小さく均一な波高で平均波高約0.23mm、平均波長約0.7mmの擬似正弦波形を呈していた。

 

316L/Q345R 爆発性複合板付近の界面は、変形フェライトと粒状ベイナイトで構成されています。 Q345R マトリックスの母材構造はフェライトとパーライトであり (図 1- (a))、粒度は 9.0 です。複合 316L はオーステナイト系ステンレス鋼で、複合層の界面に位置します。
近くには滑り線で覆われたオーステナイトがあり(図1-(b))、母材は粒径9.5の双晶オーステナイト+δ-フェライトです。

 

Q345R 鋼および 316L 鋼の融点はそれぞれ 1430 度および 1375 度を超えており、Q345R 鋼は通常、制御された冷却によって満足されます。技術仕様で要求される機械的特性に対して、316L ステンレス鋼は耐食性を向上させるために溶体化処理を受ける必要がありますが、以前のテストに基づいて、複合プレートの最大焼きなまし温度は 910 度に選択されます。 316L+Q345R爆薬複合板の熱処理プロセスを研究し、クラッド板の特性に及ぼすさまざまな熱処理方式と冷却方法の影響を分析します。


複合基板に620-910度でアニール処理を行い、アニール温度が低い場合は保持時間を延長し、910度でアニールした後の異なる冷却方法(空冷、空冷、水冷など)を比較します。


316L/Q345R 爆発性複合シートの引張強度と降伏強度は両方とも高く、せん断強度も最高ですが、衝撃値が低いため、後続の加工に役立たず、安全マージンが小さいです。残留応力や局部硬化を除去するために、爆発溶接後の複合材料に熱処理を行う必要があります。異なる温度で焼きなましと冷却を行った後でも、複合プレートの引張強度にはほとんど差がありません。 910 度で焼鈍し、水冷した複合プレートは、強度が最も高く (562MPa)、降伏強度が低く、伸びと衝撃エネルギーが最も低くなります。空冷で910度、空冷で650度で2回焼鈍した複合板は、引張強さと降伏強さ(506MPaと305MPa)が最も低く、伸びと衝撃エネルギーが高くなります。 620 度および 800 度でアニールされた複合プレートは、強度が高く、伸びと衝撃エネルギーがわずかに低くなります。 910度でのアニール後は、空冷、空冷、空冷+ミスト冷却の効果に差はほとんどなく、複合基板の性能差は小さい。しかし、水焼入れ後は、強度は最も高くなりますが、伸びと衝撃エネルギーは最も低く、特に衝撃値は非常に低くなります。