不锈钢纤维复合材料

2024-09-30

不锈钢纤维复合材料（精选3篇）

不锈钢纤维复合材料篇1

随着电子电气设备应用的日益广泛,电磁污染已成为继空气污染、水污染、噪声污染之后的第四大环境污染,已被联合国确定为必须治理的污染之一。国内外的研究成果和文献表明,电磁污染与生物效应有关,如果人体长期暴露于过量的电磁辐射环境中,人体的心血管系统、中枢神经系统、内分泌系统、生殖系统、免疫系统以及大脑神经系统等都会受到不同程度的伤害,导致癌症的发病率急剧增加。世界卫生组织的研究指出,孕妇每周使用20h以上电脑,其流产发生率增加80%以上,并且还可能导致胎儿畸形。据预测,15年后环境电磁能量密度将在现有基础上增加26倍,40年后将增加700倍[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10],21世纪环境电磁恶化已成定局。因此,治理电磁污染已迫在眉睫。

目前,治理电磁污染主要有三种措施:消除辐射源、控制传播途径及保护接受体。前两种措施在实施过程中存在一定难度,因此研究进展较缓慢,而保护接受体是最主要、最有效的措施。金属纤维织物由于具有良好的电磁屏蔽效能而受到广泛关注,是保护接受体最有效且最重要的产品之一。国内外已制备出的金属纤维织物主要有不锈钢纤维织物、镍纤维织物和银纤维织物。与镍、银等金属纤维相比,不锈钢纤维在可纺性、使用性和经济性等方面均具有优势。不锈钢纤维织物具有屏蔽电磁波频带宽且防辐射效果持久、透气性好、质地柔软、强度高、耐洗涤、耐腐蚀、安全可靠、穿着舒适、加工方便等特点,是预防电磁波辐射简单而实用的选择,成为当今世界上应用最广泛的高效屏蔽织物。

本文简要描述了不锈钢纤维织物的制备方法及其产品开发现状,重点阐述了其电磁屏蔽效能的研究进展。

1 不锈钢纤维织物的制备方法

不锈钢纤维织物的制备主要包括牵切、混纺、织造3步工序。首先采用牵切设备将集束拉拔不锈钢纤维制备成一定长度的牵切条,然后将不锈钢纤维牵切条、棉纤维条和涤纶条按一定比例利用混纺技术制成不锈钢纤维混纺纱线,最后采用织造技术制备出不锈钢纤维织物。不锈钢纱线按其结构可分为包芯纱、包覆纱和混纺纱。不同结构纱线制备的不锈钢纤维织物的性能存在较大差异,尤其是电磁屏蔽效能。对于不锈钢纤维织物的结构而言,它受到不锈钢纤维在织物中的分布方式(如平行四边形、矩形、正方形和三角形等)、不锈钢纤维织物组织及其厚度的影响。不锈钢纤维织物的组织有平纹、斜纹和缎纹。

近年来,西北有色金属研究院在国家高技术研究发展计划(“863”计划)、国家重点基础研究发展计划(“973”计划)和国家重大科技成果转化等项目的支持下,系统开展了不锈钢纤维混纺纱线的制备研究,获得了制备工艺稳定且力学性能优异的不锈钢纤维混纺纱线,如图1所示;同时深入研究了不锈钢纤维织物的制备方法,发展完善了机织法和针织法两种制备工艺,制备出的机织物和针织物如图2所示。

2 不锈钢纤维织物电磁屏蔽效能的研究进展

不锈钢纤维织物主要通过反射、吸收及内部多次反射电磁波来达到保护人体的目的,其屏蔽电磁波的效果由电磁屏蔽效能来衡量,即SE=R+A+M,其中SE为总电磁屏蔽效能,R为反射损耗,A为吸收损耗,M为内部多次反射损耗(当M<10dB时,M可忽略不计)[1,11]。从电磁屏蔽效能理论来看,不锈钢纤维的特性、纱线结构、不锈钢纤维织物结构及电磁波频率等许多因素均影响不锈钢纤维织物的电磁屏蔽效能。

2.1 不锈钢纤维特性的影响

不锈钢纤维特性主要包括其直径、含量及电磁性能。目前,国内外主要采用Φ6μm、Φ8μm、Φ35μm不锈钢纤维的混纺纱线制备不锈钢纤维织物,但没有深入分析不锈钢纤维直径对其织物电磁屏蔽效能的影响规律及机理,同时有关不锈钢纤维的电磁性能对其织物电磁屏蔽效能影响规律的研究也少有报道。研究人员主要针对不锈钢纤维含量的影响进行了分析,结果表明不锈钢纤维含量越多,不锈钢纤维织物的电磁屏蔽效能越高,但当不锈钢纤维含量超过一定比例后,其电磁屏蔽效能反而降低,如图3所示[12]。文献[12,13]对上述现象做了相应的解释,即随着不锈钢纤维含量的增加,混纺纱的直径减小,在混纺纱间距相同的条件下,不锈钢纤维织物中的孔洞、缝隙增大,电磁波透过量将增加,电磁屏蔽效能反而降低。然而,也有研究者指出这种解释并不合理,他们认为根据电磁干扰的基本理论和小孔耦合理论,在近场区(r<λ/2)当两个孔间距离足够大时,由两孔共同耦合所产生的射频能量便可以忽略,此时起作用的仅包含那些A=πr2(r=λ/2)区域内的孔,如果孔的尺寸减小,使得面积πr2中包含更多小孔,则电磁屏蔽效能将会下降。当这一因素起主导作用时,总的电磁屏蔽效能开始下降。因此,在不锈钢纤维含量增加到一定程度后会出现明显的电磁屏蔽效能下降的现象[14]。由此看来,不锈钢纤维含量对其织物电磁屏蔽效能的影响机理尚待进一步明确。

制备不锈钢纤维织物时,应力求成本与效果的统一。研究表明,既经济又可靠的不锈钢纤维混纺比例为20%～30%(质量分数),其电磁屏蔽效能可达30～40dB[15]。

2.2 纱线结构的影响

对于纱线结构而言,包芯纱电磁屏蔽效能最好,混纺纱次之,包覆纱最差[16,17]。在包芯纱中,不锈钢纤维位于短涤棉纤维内部;在包覆纱中,不锈钢纤维以螺旋形规则地包覆短涤棉纤维;在混纺纱中,不锈钢纤维的分布介于二者之间。因此,在包芯纱中,由不锈钢纤维形成的导电网中孔或缝的线径较小,混纺纱次之,而包覆纱最大。根据电磁屏蔽理论,孔隙导磁的重要原因就是缝或孔处的阻抗发生了变化,这种变化在频率较高时尤为显著。由于孔隙影响了不锈钢纤维网的电力线和磁通密度线的分布,打断了高频感应电流通路,造成电气性不连续从而使得电磁屏蔽效能下降。从织物的屏蔽机理可知,在孔隙长度方向极化的电磁波其截止频率Fco主要取决于孔隙长边而非短边的尺寸,因此孔隙线径最小的包芯纱电磁屏蔽效能较好,混纺纱次之,包覆纱则最差。

2.3 不锈钢纤维织物结构的影响

对于不锈钢纤维织物结构而言,不锈钢纤维的分布方式、织物组织与织物厚度均对不锈钢纤维织物的电磁屏蔽效能产生一定影响[16,17,18,19,20,21]。

不锈钢纤维分布方式的影响为,经向和纬向均含不锈钢纤维时,其织物的电磁屏蔽效能高于单方向含不锈钢纤维织物的电磁屏蔽效能,因为经纬双向都含有不锈钢纤维的织物内部形成了不锈钢纤维网,能更好地阻挡电磁波而达到良好的屏蔽效果。然而,不锈钢纤维的其他分布方式(如平行四边形、正方形、三角形等)对其织物电磁屏蔽效能的影响未见报道。

不锈钢纤维织物组织的影响为,当不锈钢纤维绝对含量(单位面积不锈钢纤维织物含有的不锈钢纤维质量)相同时,平纹组织的电磁屏蔽效能最好,斜纹组织的次之,缎纹组织的最差。平纹组织织物的浮长最短,交织次数最多,结构也最紧密,形成的孔洞、缝隙最少,因此电磁屏蔽效能最好;缎纹组织织物的浮长最长,交织次数最少,结构最疏松,形成的孔隙、缝隙最多,电磁屏蔽效能最差;斜纹组织织物则介于二者之间。

关于不锈钢纤维织物厚度的影响存在两种观点,一种观点认为织物厚度对电磁屏蔽效能没有影响,另一种观点认为织物越厚,电磁屏蔽效能越高。因此,不锈钢纤维织物厚度对其电磁屏蔽效能的影响规律及机理尚需深入分析。

2.4 电磁波频率的影响

电磁波频率对不锈钢纤维织物的电磁屏蔽效能有较大影响,在某些频率范围内织物的电磁屏蔽效能随着频率的增大而上升,在另一些频率范围内则随之下降,但总的趋势是随着电磁波频率增大,织物的电磁屏蔽效能下降[12,15,22],如图4所示。

3 不锈钢纤维织物产品开发

目前,西北有色金属研究院已制备出电磁屏蔽效能高达44dB(电磁波频率在2.25～2.65GHz)、不同经纬密度的不锈钢纤维织物,并实现了小批量生产,织物颜色也由单一种类增加到几十种(图5),并且制作成电磁屏蔽衬衣(图6)推向市场。

4 结语

不锈钢纤维织物具有优异的电磁屏蔽效能,是目前应用较广泛的一种高效电磁波屏蔽产品。然而不锈钢纤维织物屏蔽电磁波的机理尚需深入系统的研究,尤其是不锈钢纤维的特性(直径、含量、电磁性能)、不锈钢纤维的分布方式及其织物厚度对电磁屏蔽效能的影响机理。另外,还需要加大不锈钢纤维织物种类及其产品的开发力度,从而推动其快速发展和在日常生活中的大规模应用。

摘要：不锈钢纤维织物具有电磁屏蔽效能良好及防辐射效果持久、透气性好、穿着舒适、加工方便等特点,是当今世界上应用最广泛的高效屏蔽织物。简要描述了不锈钢纤维混纺纱线、不锈钢纤维织物的制备方法及其产品开发现状,重点阐述了不锈钢纤维特性、纱线结构、织物结构及电磁波频率等因素对不锈钢纤维织物电磁屏蔽效能的影响规律。此外,还指出对电磁波屏蔽机理的探索和产品的开发是该材料领域今后的研究重点。

关键词：电磁污染,不锈钢纤维织物,电磁屏蔽效能,产品开发

不锈钢纤维复合材料篇2

21世纪的今天，科学和工业的不断发展，普通的合金或是单一的某种金属已经很难满足工业发展对材料综合性能的要求，复合板就应用而生，选取两种或两种以上的金属材料采用不同的工艺制作的而成复合板刚好满足了特殊的综合性能要求，江苏高远复合材料厂是选用制作工艺的一种，热轧不锈钢复合板，也就是不锈钢于普通碳钢通过还原轧制复合结合成一体而之辈的双面不同材质的复合板，是一种具备不锈钢与碳钢各自优点的材料。

不锈钢顾名思义是因其有良好的不锈性能（像废话）和防腐性能而得到广泛的应用，但是不锈钢中含有诸如镍，铬等稀贵金属元素而使其价格居高不下。这种情况下，不锈钢复合板工艺的先进性和材料本身的特性使得不锈钢复合板具有了单一金属材料不可比拟的优点，是的，不可比拟的优点：首先，复合板结构中，不锈钢占1/3-1/10左右，基层，覆层比例较大，1吨不锈钢可生产5-10吨不锈钢复合板，大大的节约的贵重金属的使用，使企业成本降低。其次，普碳钢的的强度在金属材料里面的带头大哥型的，在弱腐蚀行业不锈钢复合板的应用既能解决材料的耐蚀性有解决了设计强度的要求，一举多得。

综上所述，不锈钢复合板在设计合理的应用领域里，是既经济又实用的新型能源材料，符合现代社会里的经济理念，既要能赚钱也要能省钱，这样才能让财富是持久。前世今生

不锈钢复合板就像其他所有新型事物一样，有他独有发展历史，不锈钢复合板的前世今生说来也和有戏剧性，早在一战期间，德军的一颗炮弹炸到盟军的坦克盖上，一声巨响后，只见铜制的弹片牢牢附着在坦克盖上，任凭盟军的兄弟用工具也不能将它们分开，没错，这是最早期的复合板。到了1860年美国人开始研究金属复合板，这个过程也非常漫长的一短时间，历史往往就是这样，为了一件巧合的事件却要费上几代人的智慧去研究，20世纪30年，我们祖国还在与小日本抗争，美国人已经为了降低成本，同时提高结合强度，已经在工业上生产并使用镍钢复合板了，同一时间，苏联人采用直接轧制法，铸造法，爆炸发，扩散焊接法等工艺，研究铝、锡、钢等金属的基材与合金覆材的轧制复合。小日本虽然在钓鱼岛上德问题很可恶，但就不锈钢复合板而言，小日本的技术还是领先了我们很多，在起步比较晚的条件下，他们还是取得了对不锈钢/铝复合材料的多项专利。到了上世纪60年代初，我们伟大的祖国也开始研究不锈钢复合板了，其中有很多国内的名校做出了伟大的贡献，像上海钢铁研究所，北京科技大学，东北大学，长沙矿业研究院，武汉科技大学等学校，目前不锈钢复合板生产厂商有：太钢复合材料厂，江苏高远金属复合材料制造厂等，经过一百多年的发展，不锈钢复合板生产技术提高，在现在社会的我们也开始着眼于这种经济适用的新能源材料，当然，好的东西一定会流传下去，不锈钢复合板也会逐步发扬光大下去的。热轧复合法

不锈钢复合板的生产技术可谓是百年来不停的进步的一项技术，就目前而言，不锈钢复合板制备技术分以下几种：轧制复合法，爆炸复合法，爆炸+轧制复合法、扩散复合法，其中爆炸结合技术最为成熟，在日益成熟的工艺和对社会环境的保护，轧制结合法还开始展露头脚，至于爆炸+轧制焊接法成材率低，生产成本高，妨碍了不锈钢复合板的广泛应用。先介绍第一种，也就是江苏高远金属复合材料厂主推的一种复合板生产技术。

热轧不锈钢复合板轧制复合法：

轧制复合法包含热轧和冷轧复合法，热轧复合法是将覆层和基层金属事先组坯，为防止在加热过程中界面氧化，将组坯周边预先焊接。将组坯加热后，在轧机大压量的作用下，将覆层和基层牢固的复合在一起。热轧复合法的优点有：工艺简单、界面结合强度高、环保无污染、轧制力较小，轧机的承载能力较低，交货速度快，不受天气空气介质影响。冷轧复合法是在轧机的压力作用下是金属复合，复合时普碳钢侧的碳元素不会像不锈钢侧扩散，可以实现多种组元的结合尺寸精确，效率高，但该生产方法需要较大的临界变形量，较高的轧制设备的承载能力。所以，目前国内外广泛应用热轧复合法。

目前全球生产的复合板材中，有80%是采用热轧复合法生产的，采用此方法制备复合板优点包括：

1、能生产规格较大的产品；

2、能够减少非金属杂质对界面的污染。爆炸复合法

炸药爆炸时产生的爆轰波，在微秒级时间内，在碰撞点附近产生高达10的6次方--10的7次方的应变速率和10的4次方MPa的高压，从而实现待复合金属的焊接成功，爆炸复合工艺流程是：洗坯-板坯准备-爆炸-热处理-矫平-酸洗-切边;爆炸复合结合法有以下几方面优点：

1、可实现如：铝/铜、铅/钢等熔点、强度、热膨胀系数等性能差异悬殊的金属成功复合；

2、此种方式作用时间极为短暂，其复合界面几乎来不及扩散或者仅有很小程度的扩散，因而脆性金属化合物难以生成，可复合诸如钛/钢、铝/钢、、钽/钢等金属；

3、可以复合异形件，但对外包与内包金属管材复合时，可以实现一次多层复合等；

4、此方法生产的复合材料，其结合强度比其他方法要高，且速度快。爆炸复合结合法也有局限性，就是在射流作用下，复合界面呈现波浪形，有时在界面外还会产生未复合区；生产效率低，不适合大批量、自动化生产;生产过程中噪声大；生产安全性差，这些弊端使得该方法很难被推广使用。目前，在国内多为科学家的努力下，爆炸复合技术发展比较完备，在石化，制盐、电力、冶金等工业工程领域广泛应用。在我国大多数的复合板生产厂都是使用爆炸复合方法生产不锈钢复合板的。

爆炸焊接+热轧法是是热轧经爆炸焊合的复合板，最终获得大幅面的复合板、带的方法，兼备了爆炸焊接法、热轧法的优点。生产的灵活性提高了。但是产量、生产率及成材率都很低，产品质量差，尺寸精度低。作为爆炸焊接技术的延伸和发展，爆炸焊接+热轧法（轧制、冲压、锻压、拉拔等）是复合板的性能有很大的改善，特别是复合界面力学性能得到明显的提高。在复合板开发研制中，许多单位不仅对生产工艺进行了研究，而且对复合界面成分，组织结构的变化及多性能的影响也进行了研究。我国已经有太钢，宝鸡有色金属加工厂等厂家采用此方法生产出不锈钢复合板。

扩散复合焊接法总体来说是一种常用的复合方法，同种金属或不同种金属均可以运用这一方法进行复合。温度升高至基层熔点的0.5--0.7贝，在尽量使基本不变形的程度下加压，使覆材与基材紧密接触，利用界面原子扩散，实现结合的方法。现在国内生产复合板已经普遍不适用这种方法了，只有遇到一些难焊的高温合金，特别是铸造高温合金，利用这种方法可获得与基体性能一致的接头性能，不出现宏观变形，接头残余应力小，但界面的力学性能较差，且对生产设备的要求也较高。热轧之魂

将不同材质两种金属在低于其熔点的温度下轧制，可以控制脆性界面化合物的生成。待复合金属在轧制压力的作用下，发生弹塑性变形，界面原子活化并结合。但双金属复合激励十分复杂，尽管长期以来专家对此作了大量研究，但迄今为止，很多机理仍未被解释清楚。许多学者提出了不同的结合机理，这些都促进了复合材料的发展，当然了，要一个一个的说。热轧（轧制）复合的机械作用机制

经过许多先驱的大量试验结果表明，双金属轧制复合时，界面作用机制为裂口作用与挤塞和镶嵌作用。

1、裂口作用:裂口作用机制是室温固相复合时，金属界面最初的结合方式。当受轧制力作用时，金属发生塑形变形，晶粒彼此相对移动的阻力不足以抵抗沿晶界所产生的切应力，金属晶粒会发生移动和转动，造成晶粒间相互作用的破坏，这样晶体会出现显微破裂。继续施加轧制力，金属界面的破裂，为不同材质晶粒的接触提供机会，使得原子互相迁移。

2、挤塞和镶嵌作用：在压力的作用下，界面上出现的裂口和不平整，在金属的流动下，填充空隙形成进一步的结合。在较高温度下轧制时，适当的加热对这种复合方式极为有利。但当加热温度过高时，会由于金属表面被氧化而降低与基体的结合强度。

热轧（轧制）复合的摩擦作用机制

轧制不同材质与轧制单一材质金属的显著区别是前者轧制时未连接，界面存在滑动，除轧件与轧辊间表面出现滑动外，连接界面处也有十分复杂的摩擦现象。

1、轧制成形中的摩擦种类

摩擦分为内摩擦与外摩擦。前者是指待复合金属界面上或晶内滑移面上产生的摩擦。后者是指组坯和轧辊之间的摩擦。

根据轧件与轧辊表面状态的不同，可把轧制成形中的摩擦分为干摩擦，边界摩擦和流体摩擦，上诉三种类型，还可以派生出混合型摩擦。

2、摩擦作用机制

塑性变形过程中的摩擦性质很复杂，目前关于摩擦产生的机制有三种学说。（1）表面凹凸引起摩擦。因为轧件和轧辊表面不是绝对光滑，都有一定程度的微观凹凸不平。当凹凸不平的复合表面相互接触，在轧制力的作用下，一个表面的凸牙可能插入另一个表面的凹坑，产生机械咬合。咬合表面的相对运动时，相互咬合的凸牙会产生剪切变形甚至被切断。此时摩擦力表现为这些凸牙被切断或产生剪切变形时的阻力。

（2）分子吸附学说，此学说认为分子之间存在吸引力从而产生摩擦。待复合金属表面粗糙度越小，增大接触面，分子吸附力就越大，则摩擦力也就越大，用表面凹凸学说无法解释这一现象。

（3）粘着理论，请允许我多说一句，此理论已经被淘汰，纯属扯淡。

3、轧制双金属中的摩擦分析

轧制复合时，待复合金属表面发生摩擦，产生变形热，摩擦热，从而使金属表面温度升高，促进金属间的结合。轧后，由于不锈钢和碳钢的线膨胀系数不同与发生弹塑性变形的部位恢复，这样界面上存在静摩擦。静摩擦力的存在使不锈钢和普碳钢结合强度更高。

在加热金属时，会增加表面凸台，使表面变得更加粗糙，凸台的侧壁也就暴露到表面，这样就增加了金属的接触表面积。另外，凸台的侧壁由暴露的处于金属键不饱和状态的新鲜金属原子组成并相互有效接触实现界面良好结合。但如果加热温度过高，氧化严重，氧化层与基体结合能力弱从而使结合强度降低。热轧(轧制）复合扩散作用机理

有时一个拗口的名词，不要紧，在化学课本里就叫分子或原子之间串门联姻，扩散机制是在一定的温度压力下，讲清洁金属表面有效接触，界面原子相互扩撒形成一层很薄的过渡扩散成，实现界面的良好的结合。

目前已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。经过大量试验检测，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。扩撒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粒，并导致内应力松弛，形成可靠地连接接头。当然，这三个过程不是截然分开的。而是相互交叉进行。

这几章是热轧复合板的核心因数，一般来说是密不外传的，当然了，这只是夸张的去说，不能写出来我也不会写，能写出来的也不止我一个人写，好了，言归正传，这一大章主要是讲

热轧（轧制）复合的主要影响因数受影响因数一：轧制力

前几章讲的三种轧制连接机理中，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。

影响轧制力的因数有变形率、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。受影响因数二：界面摩擦系数

轧制结合质量受界面表面状态直接影响。影响界面的摩擦系数的因素包括：

1、界面状态：界面表面的粗糙度越大摩擦系数越大。

2、金属材质

3、加工温度

4、加工速度：轧制速率增大，摩擦系数降低。

5、压下率：压下率大，新生接触面增大，摩擦系数增大。受影响因数三：温度

影响轧制复合的因数前面已经说过两章了，但是还没完呢，有的客户老是说你的不锈钢复合板怎么比碳钢加上不锈钢的总价还要贵，这里我说一句，敬爱的客户同志：不锈钢复合板的生产就像唐三藏西天取经一样，历经种种磨难才修的正果，不锈钢复合板从原材料进厂到成品出厂要经过17到程序，中间每个环节都要注意，所以价格不高，言归正传，所谓温度是指轧制温度，主要是指轧件轧制的初始温度。在确保金属未熔融，金属表面氧化不严重的情况下，升高轧制温度促进待复合金属结和。

在适当的温度范围内，温度升高，材料塑性增强，扩散加快，所获得的结合强度升高。因此需要选择合适的轧制温度，通常轧制温度为0.6-0.8Tm（Tm为待连接基材熔点，一般取熔点比较低的基材）。（1）温度对金属塑性的影响

大多数金属温度升高，塑性增加。但这种增加并非简单的线性上升。在加热过程的某些区间，往往由于相态或晶粒边界状态的变化而出现脆性区，使金属的塑性降低。在塑性加工中，应避开脆性区。

温度升高使金属塑性增加，主要原因是：

1、回复、再结晶，再回复阶段金属软化，再结晶可消除加工硬化。

2、原子能量增大，位错，滑移系增多，晶粒更容易发生变形。

3、组织构织，结构发生变化，可能由多相组织转变为单相组织，也可能由塑性变形不利的晶格转变为有利的晶格。

4、扩散，发生空位移动，晶内扩散和晶界扩散。（2）温度对轧制复合的影响

在轧制力的作用下，复合板的结合性能主要取决于塑性变形，表面氧化层，原子的扩散及结合面残留宇应力的作用等因素。不同的复合温度下，这些因数的作用会发生相应的变化，进而可导致结合面连接强度的变化。轧制复合板的试验思路

每个新产品的产生都只有一个目的，不管我的老板还是你的老板都一样，创新是为了盈利，可是不是每个新产品都能被市场接受，不锈钢复合板的路走了很久，很久很久，直到现在在工业应用上还是对轧制复合板存有偏见，80%的不锈钢复合板用户还是倾向爆炸复合板，还好，20%的用户足以支持我们把轧制复合板做下去，不知道哪个名人说过，好的就是好的，一定会代替还不够好的，今年是2013年，我有很多以前用爆炸复合板的客户也开始尝试用轧制复合板，更高的复合强度，更短的交货周期，更环保的生产方式，更大的板幅，更低的价格，轧制复合板已经成为生产复合板的一种趋势。这次试验叫热轧不锈钢复合板还原轧制复合技术，从最根本的源头剖析热轧复合板的性能优劣。热轧复合时，要保证复合金属表面的洁净，采用氢气还原普碳钢表面氧化铁皮。为了保证复合板的结合强度达到标准要求;首道次压下率早25%左右。（1）氢气还原氧化铁皮

试验开始时，使用箱式加热炉将温度升到700度--900度，向炉膛内通入一段时间氩气后，将管内的空气排干净，然后向管内通入高纯氢（99.999%），调节气体流量为30L/h-100L/h，还原1min-7min。氢气还原氧化铁皮石质量减少的过程，所以可用试样单位面积减重Δw来衡量还原反应进行的程度。（2）轧制复合

将上诉还原后的普碳钢与经过表面处理的不锈钢端部焊接，然后在950度-1050度轧制温度范围内进行第一道次轧制复合，为了提高复合板界面处的结合强度，对复合板进行2-6道次的轧制，美道次轧制后取样进行性能测试。

热轧不锈钢复合板界面氧化物夹杂的形成原因发布时间：2014-3-17

在不锈钢复合板制造过程中，清洁的钢板表面状态是获得良好界面结合的一个重要前提。复合界面是不锈钢复合板重要的组成部分，界面对材料内载荷的传递、微区应力和应变、残余应力、增强机制和断裂过程，以及导热等物理和力学性能有着极为重要的作用和影响。钢板表面沾附的灰尘、水气、氧化物等污染物会阻碍不锈钢复层与低碳或低合金钢基层的结合，因此在结合之前应对钢板进行表面处理，去掉表面的吸附层和氧化层。但由于热轧是在高温下进行，界面容易发生氧化，从而导致复合界面结合强度下降。通过降低界面的氧化可以提高复合板界面的结合强度。

导热油锅炉用不锈钢材料详解篇3

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一、概述

耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。又称不锈耐酸钢。实际应用中，常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异，前者不一定耐化学介质腐蚀，而后者则一般均具有不锈性。不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。铬是使不锈钢获得耐蚀性的基本元素，当钢中含铬量达到1.2％左右时，铬与腐蚀介质中的氧作用，在钢表面形成一层很薄的氧化膜（自钝化膜），可阻止钢的基体进一步腐蚀。除铬外，常用的合金元素还有镍、钼、钛、铌、铜、氮等，以满足各种用途对不锈钢组织和性能的要求。

不锈钢通常按基体组织分为：

1、铁素体不锈钢。含铬12％～30％。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。

2、奥氏体不锈钢。含铬大于18％，还含有 8％左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好，可耐多种介质腐蚀。

3、奥氏体-铁素体双相不锈钢。兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点，并具有超塑性。

4、马氏体不锈钢。强度高，但塑性和可焊性较差。

5、沉淀硬化型不锈钢。具有有很好的成形性能和良好的焊接性，可作为超高强度的材料在核工业、航空和航天工业中应用。

按成分可分为Cr系（SUS400）、Cr－Ni系（SUS300）、Cr－Mn－Ni（SUS200）及析出硬化系（SUS600）。

二、不锈钢历史

不锈钢是具有60年发展历程的现代材料

三、不锈钢作用

自本世纪初发明不锈钢以来，不锈钢就把现代材料的形象和建筑应用中的卓越声誉集于一身，使其竞争对手羡慕不已。不锈钢不会产生腐蚀、点蚀、锈蚀或磨损。不锈钢还是建筑用金属材料中强度最高的材料之一。由于不锈钢具有良好的耐腐蚀性，所以它能使结构部件永久地保持工程设计的完整性。含铬不锈钢还集机械强度和高延伸性于一身，易于部件的加工制造，可满足建筑师和结构设计人员的需要。

四、不锈钢牌号分组

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200 系列—铬-镍-锰奥氏体不锈钢

300 系列—铬-镍奥氏体不锈钢

301—延展性好，用于成型产品。也可通过机械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢。

302—耐腐蚀性同304，由于含碳相对要高因而强度更好。

303—通过添加少量的硫、磷使其较304更易切削加工。

304—通用型号；即18/8不锈钢。GB牌号为0Cr18Ni9。

309—较之304有更好的耐温性。

316—继304之後，导热油锅炉文献扩展阅读http://

不锈钢的耐腐蚀性取决于铬，但是因为铬是钢的组成部分之一，所以保护方法不尽相同。

在铬的添加量达到10．5％时，钢的耐大气腐蚀性能显著增加，但铬含量更高时，尽管仍可提高耐腐蚀性，但不明显。原因是用铬对钢进行合金化处理时，把表面氧化物的类型改变成了类似于纯铬金属上形成的表面氧化物。这种紧密粘附的富铬氧化物保护表面，防止进一步地氧化。这种氧化层极薄，透过它可以看到钢表面的自然光泽，使不锈钢具有独特的表面。而且，如果损坏了表层，所暴露出的钢表面会和大气反应进行自我修理，重新形成这种“钝化膜”，继续起保护作用。

因此，所有的不锈钢都具有一种共同的特性，即铬含量均在10．5％以上。

六、不锈钢的类型

“不锈钢”一词不仅仅是单纯指一种不锈钢，而是表示一百多种工业不锈钢，所开发的每种不锈钢都在其特定的应用领域具有良好的性能。成功的关键首先是要弄清用途，然后再确定正确的钢种。有关不锈钢的进一步详细情况可参见由NiDI编制的“不锈钢指南”软盘。

幸而和建筑构造应用领域有关的钢种通常只有六种。它们都含有17～22％的铬，较好的钢种还含有镍。添加钼可进一步改善大气腐蚀性，特别是耐含氯化物大气的腐蚀。

七、不锈钢的优点--耐大气腐蚀

经验表明，大气的腐蚀程度因地域而异。为便于说明，建议把地域分成四类，即：乡村，城市，工业区和沿海地区。

乡村是基本上无污染的区域。该区人口密度低，只有无污染的工业。

城市为典型的居住、商业和轻工业区，该区内有轻度污染，例如交通污染。

工业区为重工业造成大气污染的区域。污染可能是由于燃油所形成的气体，例如硫和氮的氧化物，或者是化工厂或加工厂释放的其它气体。空气中悬游的颗粒，像钢铁生产过程中产生的灰尘或氧化铁的沉积也会使腐蚀增加。

沿海地区通常指的是距海边一英里以内的区域。但是，海洋大气可以向内陆纵深蔓延，在海岛上更是如此，盛行风来自海洋，而且气候恶劣。例如，英国气候条件就是如此，所以整个国家都属于沿海区域。如果风中夹杂着海洋雾气，特别是由于蒸发造成盐沉积集聚，再加上雨水少，不经常被雨水冲刷，沿海区域的条件就更加不利。如果还有工业污染的话，腐蚀性就更大。

美国、英国、法国、意大利、瑞典和澳大利亚所进行的研究工作已经确定了这些区域对各种不锈钢耐大气腐蚀的影响。有关内容在NiIDI出版的《建筑师便览》中作了简单介绍，该书中的表可以帮助设计人员为各种区域选择成本效益最好的不锈钢。

在进行选择时，重要的是确定是否还有当地的因素影响使用现场环境。例如，导热油锅炉文献扩展阅读http:// 不锈钢用在工厂烟囱的下方，用在空调排气挡板附近或废钢场附近，会存在非一般的条件。

八、维修及清理

和其它曝露于大气中的材料一样，不锈钢也会脏。今后的讲座将分析影响维修及清理成本的设计因素。但是，在雨水冲刷，人工冲洗和已脏表面之间还存在着一种相互关系。

通过把相同的板条直接放在大气中和放在有棚的地方确定了雨水冲刷的效果。人工冲洗的效果是通过人工用海绵沾上肥皂水每隔六个月擦洗每块板条的右边来确定的。结果发现，与放在有棚的地方和不被冲洗的地方的板条相比，通过雨水冲刷和人工擦洗去除表面的灰尘和淤积对表面情况有良好的作用。而且还发现，表面加工的状况也有影响，表面平滑的板条比表面粗糙的板条效果要好。

因此洗刷的间隔时间受多种因素影响，主要的影响因素是所要求的审美标准。虽然许多不锈钢幕墙仅仅是在擦玻璃时才进行冲洗，但是，一般来讲，用于外部的不锈钢每年洗刷两次。

九、典型用途

大多数的使用要求是长期保持建筑物的原有外貌。在确定要选用的不锈钢类型时，主要考虑的是所要求的审美标准、所在地大气的腐蚀性以及要采用的清理制度。

然而，其它应用越来越多的只是寻求结构的完整性或不透水性。例如，工业建筑的屋顶和侧墙。在这些应用中，物主的建造成本可能比审美更为重要，表面不很干净也可以。

在干燥的室内环境中使用430不锈钢效果相当好。但是，在乡村和城市要想在户外保持其外观，就需经常进行清洗。在污染严重的工业区和沿海地区，表面会非常脏，甚至产生锈蚀。但要获得户外环境中的审美效果，就需采用含镍不锈钢。所以，304不锈钢广泛用于幕墙、侧墙、屋顶及其它建筑用途，但在侵蚀性严重的工业或海洋大气中，最好采用316不锈钢。

现在，人们已充分认识到了在结构应用中使用不锈钢的优越性。有几种设计准则中包括了304和316不锈钢。因为“双相”不锈钢2205已把良好的耐大气腐蚀性能和高抗拉强度及弹限强度融为一体，所以，欧洲准则中也包括了这种钢。

十、产品形状

实际上，不锈钢是以全标准的金属形状和尺寸生产制造的，而且还有许多特殊形状。最常用的产品是用薄板和带钢制成的，也用中厚板生产特殊产品，例如，生产热轧结构型钢和挤压结构型钢。而且还有圆型、椭圆型、方型、矩型和六角型焊管或无缝钢管及其它形式的产品，包括型材、棒材、线材和铸件。

十一、表面状态

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正如后面将谈到的，为了满足建筑师们美学的要求，已开发出了多种不同的商用表面加工。例如，表面可以是高反射的或者无光泽的；可以是光面的、抛光的或压花的；可以是着色的、彩色的、电镀的或者在不锈钢表面蚀刻有图案，以满足设计人员对外观的各种要求。

保持表面状态是容易的。只需偶尔进行冲洗就能去除灰尘。由于耐腐蚀性良好，也可以容易地去除表面的涂写污染或类似的其它表面污染。

六十多年以来，建筑师们一直选用不锈钢来建造成本效益好的永久性建筑物。现有的许多建筑物充分说明了这种选择的正确性。有些是非常具有观赏性的，如纽约市的Chrysler大厦。但在许多其它应用中，不锈钢所起的作用不是那么引人注目，可是在建筑物的美学和性能方面却起着重要作用。例如，由于不锈钢比其它相同厚度的金属材料更具有耐磨性和耐压痕性，所以在人口流动量大的地方修建人行道时，它是设计人员的首选材料。

不锈钢用作建造新的建筑物和用来修复历史名胜古迹的结构材料已有70多年了。早期的设计是按照基本原则进行计算的。今天，设计规范，例如，美国土木工程师学会的标准ANSI/ASCE-8-90“冷成型不锈钢结构件设计规范”和NiDI与Euro Inox联合出版的“结构不锈钢设计手册”已简化了使用寿命长，完整性好的建筑用结构件的设计。

十二、未来展望

由于不锈钢已具备建筑材料所要求的许多理想性能，它在金属中可以说是独一无二的，而其发展仍在继续。为使不锈钢在传统的应用中性能更好，一直在改进现有的类型，而且，为了满足高级建筑应用的严格要求，正在开发新的不锈钢。由于生产效率不断提高，质量不断改进，不锈钢已成为建筑师们选择的最具有成本效益的材料之一。

不锈钢集性能、外观和使用特性于一身，所以不锈钢仍将是世界上最佳的建筑材料之一。

不锈钢的标识方法

钢的编号和表示方法

①用国际化学元素符号和本国的符号来表示化学成份，用阿拉伯字母来表示成份含量：

如：中国、俄国 12CrNi3A

②用固定位数数字来表示钢类系列或数字；如：美国、日本、300系、400系、200系；

③用拉丁字母和顺序组成序号，只表示用途。

我国的编号规则

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①采用元素符号