第2期 佟建国等：25C5M0A钢/微合金钢/Q235钢的复合轧制 187。 单一金属所不具有的物理和化学性能) 25Cr5MoA钢/微合金钢Q235钢金属复合板. 25Cr5MoA钢不仅具有较高的强度和韧性，而 且还具有良好的氮化性能：但是，由于材料价格较 1实验材料和方法 高，使其应用受到一定的限制.本文对25C5MoA 1.1实验材料 钢微合金钢/Q235钢轧制复合板进行了实验研究， 实验材料为工业用Q235钢、微合金钢和自行 其目的是充分利用25C5MoA钢的高强度、高韧性 研制的25Cr5MoA氮化钢.各实验用钢的化学成分 和良好的氨化性能，Q235钢的低成本特点以及用微 见表1. 合金作为过渡层，开发出满足不同领域需求的 表1实验材料的化学成分（质量分数） Table I Chemical composition of experimental materials % 材料 C Mn Si C Cu Nb Mo Q235钢 016 061 020 00230 0.019 0.30 <0300 030 微合金钢 0.07 1.15 019 00014 0.090 0.41 0.260 035 0049 25Cr5MaA钢 0.24 033 00015 0.010 463 0055 039 1.2 实验方法 2实验结果与分析 (1)将三种实验材料制成60mm×50mm× 10mm的板材试样，对板材试样的表面进行酸洗、脱 2.1界面的结合强度 脂和打磨等处理后叠合，并用手工电弧焊将 对于复合板材，界面的结合强度是其最重要的 25Cr5MoA钢、微合金钢和Q235钢板材的四周焊合 性能，其大小将决定复合板材的主要性能.本文采 在一起，制成25C5MoA钢微合金钢/Q235钢复合 用剪切实验方法测定了25Cr5MoA钢/微合金钢/ 坯 Q235钢界面的结合强度，实验结果如图2和图3所 (2)将25Cr5MoA钢/微合金钢/Q235钢复合坯 示. 分别加热到950,1000,1050和1100℃，经保温后 320 轧制，在每个温度条件下，对复合坯试样各轧制1道 -一50%压下量 -55%压下量 次，压下量分别为50%，55%，60%和65%. 300 -4-60%压下量 -65%压下量 (3)复合板材结合性能的评价方法通常采用剪 切实验、剥离实验以及弯曲实验法$9；剪切实验试 样加工容易，操作简单，是目前应用最普遍的一种方 法.将轧制复合板加工成如图1所示的剪切试样， 240 使用CMT4105微电子万能试验机测量25C5MoA 220 钢微合金钢/Q235钢轧制复合板试样结合界面的 940 1000 1060 剪切强度以评价界面结合强度 1120 加热温度/℃ 25Cr5MoA 微合金钢 图2热轧复合板结合界面的剪切强度与轧制温度的关系 Fig.2 Relation of interfacial shear strength to rolling temperature of Q235 clad plate specimens 图125Cr5MoA钢/微合金钢0235钢轧制复合板剪切强度测 图2为轧制温度对25Cr5MoA钢/微合金钢/ 试用试样 Q235钢热轧复合板结合界面剪切强度的影响.可 Fig.I 25Cr5M oA steel micm-alloyed steeVQ235 clad sample for 以看出：在本实验温度范围内，在相同的道次压下量 shear strength measurement 下，25Cr5MoA钢/微合金钢/Q235钢结合面剪切强 (4)对剪切后的试样进行磨样、抛光和侵蚀，使 度表现出随着轧制温度的升高而增大的趋势，结合 用NEOPHOT21大型光学显微镜观察复合板的结 界面剪切强度值接近或高于Q235基体的强度. 合界面的微观组织，并用显微硬度仪测定其硬度. 当轧制温度为950℃时，压下量的变化对剪切强度的单一金属所不具有的物理和化学性能 [ 5-7] . 25Cr5MoA 钢不仅具有较高的强度和韧性, 而 且还具有良好的氮化性能 ;但是, 由于材料价格较 高, 使其应用受到一定的限制 .本文对 25Cr5MoA 钢/微合金钢/Q235 钢轧制复合板进行了实验研究, 其目的是充分利用 25C r5M oA 钢的高强度、高韧性 和良好的氮化性能, Q235 钢的低成本特点以及用微 合金作为过渡层, 开发出满足不同领域需求的 25Cr5M oA 钢/微合金钢/Q235 钢金属复合板. 1 实验材料和方法 1.1 实验材料 实验材料为工业用 Q235 钢、微合金钢和自行 研制的 25Cr5MoA 氮化钢 .各实验用钢的化学成分 见表 1 . 表 1 实验材料的化学成分( 质量分数) Table 1 Chemical composition of experimental mat erials % 材料 C Mn Si S P Cr Ni Cu Nb Mo Q235 钢 0.16 0.61 0.20 0.023 0 0.019 <0.30 <0.300 <0.30 — — 微合金钢 0.07 1.15 0.19 0.001 4 0.090 0.41 0.260 0.35 0.049 — 25Cr5MoA 钢 0.24 — 0.33 0.001 5 0.010 4.63 0.055 — — 0.39 1.2 实验方法 ( 1 ) 将三种实 验材料制成 60 mm ×50 mm × 10 mm的板材试样, 对板材试样的表面进行酸洗、脱 脂和打 磨等 处 理后 叠合, 并 用手 工 电弧 焊 将 25Cr5MoA 钢、微合金钢和 Q235 钢板材的四周焊合 在一起, 制成25Cr5M oA 钢/微合金钢/Q235 钢复合 坯. ( 2) 将 25Cr5MoA 钢/微合金钢/Q235 钢复合坯 分别加热到 950, 1 000, 1 050 和 1 100 ℃, 经保温后 轧制, 在每个温度条件下, 对复合坯试样各轧制 1 道 次, 压下量分别为 50 %, 55 %, 60 %和 65 %. ( 3) 复合板材结合性能的评价方法通常采用剪 切实验 、剥离实验以及弯曲实验法[ 8-9] ;剪切实验试 样加工容易, 操作简单, 是目前应用最普遍的一种方 法.将轧制复合板加工成如图 1 所示的剪切试样, 使用 CM T4105 微电子万能试验机测量 25Cr5MoA 钢/微合金钢/Q235 钢轧制复合板试样结合界面的 剪切强度以评价界面结合强度 . 图 1 25Cr5MoA 钢/ 微合金钢/ Q235 钢轧制复合板剪切强度测 试用试样 Fig.1 25Cr5M oA st eel/ micro-alloyed steel/ Q235 clad sample for shear strength measurement ( 4) 对剪切后的试样进行磨样、抛光和侵蚀, 使 用NEOPHOT21 大型光学显微镜观察复合板的结 合界面的微观组织, 并用显微硬度仪测定其硬度. 2 实验结果与分析 2.1 界面的结合强度 对于复合板材, 界面的结合强度是其最重要的 性能, 其大小将决定复合板材的主要性能 .本文采 用剪切实验方法测定了 25Cr5MoA 钢/微合金钢/ Q235 钢界面的结合强度, 实验结果如图 2 和图 3 所 示 . 图 2 热轧复合板结合界面的剪切强度与轧制温度的关系 Fig.2 Relation of int erf acial shear strength to rolling t emperature of clad plat e specimens 图 2 为轧制温度对 25Cr5MoA 钢/微合金钢/ Q235 钢热轧复合板结合界面剪切强度的影响 .可 以看出 :在本实验温度范围内, 在相同的道次压下量 下, 25Cr5MoA 钢/微合金钢/Q235 钢结合面剪切强 度表现出随着轧制温度的升高而增大的趋势, 结合 界面剪切强度值接近或高于 Q235 基体的强度. 当轧制温度为950 ℃时, 压下量的变化对剪切强度的 第 2 期 佟建国等:25Cr5MoA 钢/ 微合金钢/Q235 钢的复合轧制 · 187 ·