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無錫不銹鋼電致塑性軋制新工藝

時間:2019-06-13    作者:無錫不銹鋼板    瀏覽:0

我國的無錫不銹鋼產業雖然已有了迅速的發展,但與工業發達國家相比,還是高能耗、高污染、低效率的。以304不銹鋼為例,由于它在生產加工過程中易產生嚴重的加工硬化現象,成形性能差,因此,在軋制、拉拔等加工過程中需要進行多次退火處理,以降低或消除加工硬化,便于后續工藝進行。多次退火不僅耗時耗能,同時也存在嚴重的環境污染等問題。因此,尋找一個清潔環保、節能高效的生產工藝具有十分重要的意義。

最近,清華大學深圳研究生院鄭興鵬等人提出,將電致塑性軋制工藝應用于無錫不銹鋼帶材,并通過實驗驗證了其可行性。所謂“電致塑性”,是指材料在運動電子(電流或電場)作用下,變形抗力急劇下降、塑性明顯提高的現象。電致塑性加工技術可以降低材料變形抗力,提高材料的塑性,從而增強材料的成形能力。鄭興鵬等人在自行研制的電致塑性軋機上,對304不銹鋼帶材進行多道次的冷軋和電致塑性軋制,其中在采取電致塑性對無錫不銹鋼帶材進行軋制時,高能脈沖發生器對軋制中的帶材連續不斷地施加高能脈沖電流(120 V)。他們對比研究不同軋制方式下材料的變形抗力、硬度、抗拉強度及伸長率等性能變化,并對微觀組織進行了系統分析。
實驗表明,冷軋時,材料的變形抗力高達16.5 kN,引入脈沖電流后,材料的變形抗力明顯減小,且隨著電脈沖頻率的增加其降低幅度越來越大。當施加500 Hz的脈沖電流時,材料的變形抗力降至12.2 kN左右,降低幅度高達26%。
對試樣的測試結果表明,不論是冷軋還是電軋,試樣的硬度都隨變形量的增加而增大,但冷軋的加劇程度要遠遠高于電軋。在電軋中,到達一定變形量后,試樣硬度趨向于一個穩定值。電軋中,隨頻率增加,試樣的抗拉強度基本呈降低趨勢,而相應伸長率則不斷增加。然而,當變形量為20%~50%時,施加600 Hz的電脈沖,試樣的抗拉強度反而比 500 Hz 時的大,此時其伸長率也很大。經受 600 Hz 脈沖電流軋制的試樣,其抗拉強度隨變形量的增加先是逐漸升高,到達一個極值點后開始降低,相應地,其伸長率先是呈下降趨勢,達到一個最低點后緩慢升高。這表明,在電軋過程中存在一個最佳頻率,在此頻率下,可以達到強度和塑性的最佳匹配,此時,同固溶態的原始試樣相比,變形50%的電軋試樣既具有高的抗拉強度,同時又具有很好的塑性。
他們的工作表明,高能電脈沖能有效地降低材料的加工硬化程度,提高其塑性變形性能,從而可以在不進行中間退火的情況下,增加軋制道次,提高總變形量,輕松獲得更薄的板材帶材。這是一條清潔環保、節能高效的生產工藝路線。
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