近年來，隨著經濟和社會的發展，石油、核電和造船工業需要具有優異耐腐蝕性的獨特金屬材料。然而，高腐蝕電阻合金，如鈦合金，鎳合金，不銹鋼等介紹各種昂貴的合金元素。它會增加制造和回收成本，限制了其在高端裝備和民用領域的廣泛應用。因此材料的優化設計理念致力于追求低成本和高性能。低合金鋼表面覆蓋著不銹鋼鋼板，即不銹鋼復合板。它不僅展示了碳鋼基體的屈服強度較高，而且表現優異不銹鋼包層耐腐蝕性能。在如茫茫大海的眾多制造方法中，真空熱軋是最經濟的大型不銹鋼復合板工業化生產方法。

河北工業大學材料科學與工程學院天津市材料層狀復合與界面控制技術重點實驗室殷福星教授團隊的相關研究成果以題“The evolution behavior and constitution characteristics of interfacial oxides in the hot-rolled stainless steel clad plate”發表在Corrosion Science 上。

對界面氧化物的演化過程及形成機理不同真空度的熱軋不銹鋼復合板進行了系統的調查。揭示了數字，類型，界面氧化物的尺寸和分布隨著真空的變化而變化度，具體結論如下：

(1)隨著真空度的增大，細小、稀疏、點狀或棒狀的納米氧化物將取代粗塊狀的納米氧化物界面氧化物，Cr元素被Mn和Si元素取代，由于低氧分壓，導致Mn2SiO4的析出。

(2)在低真空度下，許多粗糙的Cr2O3和MnCr2O4復合材料的氧化物被非晶態SiO2薄膜包被，形成類似“梅”的粗糙松散的結節狀結構布丁模型”。它會破壞熱軋制不銹鋼復合板的界面結合。

(3)在10−2 Pa的高真空度下，出現了許多納米級的點狀或棒狀無定形Mn2SiO4氧化物均勻分散在熱軋覆層界面處，這強化和加固了實際界面。

鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X22007843

圖 1

圖1所示，制作工藝示意圖。(a, b)鋼坯裝配順序;(c)機械泵和擴散泵;(d)熱軋機;(e)不銹鋼

鋼板。

圖 2

圖2所示，不同真空度不銹鋼復合板(不銹鋼:SS;碳鋼:CS)。

圖 3

圖3，不同真空度熱軋覆層界面的EPMA圖。

圖 4

圖4，不同真空度(a-d) 105 Pa時，包層界面氧化物的(a, e, i) TEM顯微組織和(b-d, f-h, j-l)相應的SAED圖像。

圖 5

不同真空度下復合界面氧化物的TEM微觀結構和EDS掃描曲線。

圖 6

圖6所示。在10 Pa真空度下，研究了復合界面氧化物的TEM微觀結構。

圖 7

圖7所示，溫度和反應吉布斯能之間的關系。

圖 8

圖8所示。不同真空度熱軋不銹鋼復合板界面氧化物演化機理示意圖。

圖 9

圖9所示。不銹鋼復合板在不同真空度下的正態拉伸剪切斷裂特征及相應的EPMA映射。

圖 10

圖10所示，不銹鋼復合板在不同真空度下的正態拉伸剪切斷裂特征及相應的EPMA映射。

圖 11

圖11所示。不同真空度下界面剪切破碎帶變化示意圖。