[發(fā)明專利]一種不銹鋼/碳鋼復(fù)合板固溶熱處理過程的翹曲預(yù)報方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911069183.1
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN110699540B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王瑞;李勇;楊德星;蘇春建;呂玉廷
• 申請（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號: C21D11/00
• 分類號: C21D11/00;C21D1/00;C21D9/00;G16C60/00
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 13116
• 代理人: 劉建年

一種不銹鋼/碳鋼復(fù)合板固溶熱處理過程的翹曲預(yù)報方法，其主要包括以下由計算機(jī)執(zhí)行的步驟：1、收集固溶熱處理爐的工藝參數(shù)和不銹鋼/碳鋼復(fù)合板的參數(shù)；2、定義相關(guān)參數(shù)；3、計算加熱段各材料層的應(yīng)力和應(yīng)變；4、計算冷卻段各材料層的初始?xì)堄鄳?yīng)變、應(yīng)力和應(yīng)變；5、計算熱處理后不銹鋼/碳鋼復(fù)合板回彈收縮完成時的長度和產(chǎn)生的彎矩；6、判斷不銹鋼/碳鋼復(fù)合板是否彎曲及彎曲方向；7、計算不銹鋼/碳鋼復(fù)合板回彈彎曲階段的應(yīng)變中性層距離界面層的距離；8、計算不銹鋼/碳鋼復(fù)合板彎曲后的圓心角和殘余曲率；9、計算不銹鋼/碳鋼復(fù)合板的翹曲量。本發(fā)明實現(xiàn)了對不銹鋼/碳鋼復(fù)合板固溶熱處理過程的翹曲預(yù)報，提高了生產(chǎn)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于熱處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種板材的固溶熱處理方法。

背景技術(shù)

固溶熱處理是將鋼材加熱至高溫單相區(qū)恒溫保持，使中間相充分溶解到固溶體中后快速冷卻，以得到飽和固溶體的工藝。由于經(jīng)過固溶熱處理后的鋼材獲得了均勻的單相組織，消除了加工硬化，提高了鋼的耐蝕性和加工性，因此固溶熱處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用，但是金屬復(fù)合板在軋制、熱處理過程中都存在一個共性問題，那就是翹曲^[1]。在不銹鋼/碳鋼復(fù)合板固溶熱處理過程中，由于兩種金屬的彈性模量、屈服強(qiáng)度等力學(xué)性能和熱傳導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)等熱力學(xué)參數(shù)的差異，在不銹鋼/碳鋼復(fù)合板的固溶熱處理過程都很容易岀現(xiàn)翹曲。翹曲不僅會影響后續(xù)生產(chǎn)的通板性、通過性和運(yùn)行穩(wěn)定性，還會影響用戶的使用。翹曲現(xiàn)象作為金屬復(fù)合板熱處理過程中的重大技術(shù)難題，已成為現(xiàn)場技術(shù)攻關(guān)的焦點(diǎn)。

不銹鋼/碳鋼復(fù)合板的翹曲主要受到厚度比、設(shè)定張力、材料參數(shù)、厚度方向溫差等因素的影響。以往學(xué)者對該現(xiàn)象主要圍繞材料界面結(jié)合機(jī)理、組織演化、性能調(diào)控等方面展開研究，通過簡單的兼顧兩種金屬的理化性能來分析產(chǎn)生翹曲的原因，而對固溶熱處理過程中溫度-應(yīng)力多場耦合下不同金屬層間的協(xié)同變形問題未作研究，不但無法實現(xiàn)對翹曲的在線預(yù)報，而且不能給出翹曲的量化指標(biāo)。這樣，如何綜合考慮厚度比、設(shè)定張力、材料參數(shù)、厚度方向溫差等因素，建立不銹鋼/碳鋼復(fù)合板發(fā)生翹曲的量化指標(biāo)，及時發(fā)現(xiàn)甚至預(yù)測出不銹鋼/碳鋼復(fù)合板的翹曲方向，進(jìn)而指導(dǎo)生產(chǎn)，成為現(xiàn)場攻關(guān)的重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]管奔，王亞飛，臧勇,等.雙金屬復(fù)合板的拉伸回彈特性研究[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2015，39(2)：98-104.

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠及時對不銹鋼/碳鋼復(fù)合板翹曲做出預(yù)報并準(zhǔn)確采取相應(yīng)措施進(jìn)行控制的不銹鋼/碳鋼復(fù)合板固溶熱處理過程的翹曲預(yù)報方法。

本發(fā)明主要是在已知不銹鋼/碳鋼復(fù)合板設(shè)定的張力的基礎(chǔ)上，根據(jù)兩種金屬材料參數(shù)和內(nèi)力的不同而導(dǎo)致兩種金屬材料變形不協(xié)調(diào)，進(jìn)而產(chǎn)生翹曲的問題，制定評判不銹鋼碳鋼翹曲的量化指標(biāo)，對不銹鋼/碳鋼復(fù)合板固溶熱處理過程的翹曲做出預(yù)報。

本發(fā)明包括以下由計算機(jī)執(zhí)行的步驟：

(a)收集固溶熱處理爐的工藝參數(shù)，主要包括：固溶熱處理爐內(nèi)總工藝段數(shù)i，并依次編號Ⅰ、Ⅱ(Ⅰ-加熱段，Ⅱ-冷卻段)，收集各工藝段設(shè)定的張力σ_i-t，溫度T_i；

(b)收集不銹鋼/碳鋼復(fù)合板的參數(shù)，主要包括：不銹鋼/碳鋼復(fù)合板長度L，不銹鋼/碳鋼復(fù)合板厚度h，不銹鋼層與不銹鋼/碳鋼復(fù)合板厚度之比λ，對不銹鋼/碳鋼復(fù)合板的材料層j依次編號1、2(1-不銹鋼層，2-碳鋼層)，收集各材料層線膨脹系數(shù)β_j，彈性模量系數(shù)A_j、B_j，屈服強(qiáng)度系數(shù)C_j、D_j，強(qiáng)化階段彈性模量系數(shù)ξ_j；