采用低合金连铸板坯，经过表面清理、真空焊接及室式炉加热、宽厚板轧机轧制的工艺生产200mm特厚复合钢板。用探伤、拉伸、剪切及冷弯等试验检验其结合度和力学性能，利用光学显微镜和扫描电镜等分析特厚钢板的组织及拉伸断口。结果表明：采用该工艺生产的特厚复合钢板结合性良好，能够满足GB/T 7734-2004Ⅰ级探伤要求；结合部位组织和基体组织均为铁素体 珠光体组织；复合钢板的厚度方向断面收缩率达到35%以上。

   现代化工业的快速发展，使得特厚钢板在核电、工程机械、军工、水利及船舶等领域都有旺盛的需求。我国某些中厚板产品也已处于国际先进的水平，但是150mm以上的高品质特厚规格钢板的生产还存在不足。以日本为代表的国内外研究机构和钢厂，针对生产特厚板的问题进行了深入研究。目前生产特厚钢板多采用铸锭法，通常会包括开坯、粗轧、精轧等工序，这种方法的周期长、生产成本较高。而利用连铸坯复合轧制，可以极大地解决特厚钢板生产的坯料厚度问题。目前已有学者对该项技术进行实验室研究，日本JFE钢铁公司报道了应用复合坯轧制工艺，开发出采用连铸坯生产厚度超过240mm的特厚钢板生产技术；解决了大型钢锭内部疏松问题及连铸坯料厚度小的问题。因此，探索复合坯轧制生产特厚钢板工艺技术并深入研究其结合面性能显得十分必要。本文以鞍钢生产的200mm复合特厚钢板为例，介绍了复合特厚钢板结合面性能及其影响因素。

   1试验材料及方法

   1.1试验材料

   以两组不同成分的Q345B连铸坯为原料,其成分在符合GB/T 1591的基础上进行了优化，严格控制P、S含量以保证铸坯内部质量，其熔炼成分如表1所示。

   1.2试验方法

   本试验采用轧制方法生产复合特厚钢板的工艺流程如图1所示。两块坯料在高温高压的作用下，金属产生塑性变形，使坯料的氧化层破碎，新鲜原子无限靠近，当接近到原子间量级距离时，原子相互吸引，当相邻原子以平衡间距稳定排列时，两种金属原子的外层自由电子成为共同的电子，形成金属键从而实现金属复合。使金属复合的另一个重要因素是足够高的轧制压下量所产生的强烈剪切变形，形成更多的位错运动，因此复合坯轧制的道次变形量必须很大，这样才能促进金属的物理结合。根据上述的复合机理，制定如下工艺流程：先对两个连铸坯进行表面处理，在真空状态下焊接成复合钢坯，然后在室式炉中进行高温加热，再用大功率轧机轧制到200mm，最后进行堆垛缓冷。轧制规格见表2。

   1.3组织性能检验方法

   冲击试样按照GB/T 229加工成10mm×10mm×55mm的V型缺口标准试样，在ZBC2602全自动冲击试验机上进行冲击试验，每个编号3个试样；拉伸试样按照GB/T 228加工成?10mm×120mm的标准圆拉力试样，在Z1200材料试验机上进行拉伸试验；按照标准GB/T 6396规定剪切试样的取样方法和试验设备要求加工试样进行剪切试验；用USN 60超声波探伤仪进行结合度探伤检验，执行标准GB/T 7734-2004复合钢板超声波检验方法；在QUANTA 400型扫描电镜（SEM） EDAX公司PHOENIX型X-射线能谱仪进行断口形貌观察和能谱分析；在卡尔·蔡司（ZEISS Aviover t 200 MAT）光学显微镜进行组织观察。

   2试验结果

   2.1 结合度

   复合钢板进行全板无损超声波探伤检验，结果显示200mm复合钢板无明显缺陷，满足Ⅰ级要求；对钢板进行低

   倍检验，结果显示200mm钢板有约0.5级左右的偏析和疏松；按照GB/T 6369-2008《复合钢板力学及工艺性能试验方法》进行正弯、侧弯，采取的弯曲角度为180°，弯心直径d=2a（a为试样厚度），弯曲试验结果见图2，弯曲试样内、外侧表面均未观察到裂纹，复合面未出现分层现象。

   2.2力学性能检验

   取钢板宽度1/4位置横向的表面、厚度1/4、厚度1/2位置的试样进行拉伸检验及纵向冲击试验，检验结果见表3，由于很多特厚钢板在应用时需要考量厚度方向性能，故以钢板中心（复合面）为试样中心进行Z向拉力取样并进行拉伸试验，检验结果见表4所示，厚度方向强度与钢板横向拉力相当，Z向拉伸断面收缩率远大于要求最高的Z35标准。

   2.3复合面性能检验

   2.3.1复合面抗剪强度检

   验

   按照标准GB/T 6396-2008 复合钢板力学及工艺性能试验方法中剪切试样的取样方法要求加工试样并进行了剪切试验，剪切试验结果见表5，结果显示3个试样的抗剪强度都远大于标准要求的210MPa。

   2.3.2复合面拉伸检验

   在钢板厚度方向、以复合面为试样中心，加工拉力试样进行拉力试验，由于前面已经进行了Z向性能检验，所以这里主要是评价拉力断裂位置和断口分析，试验前将试样在热酸中进行侵蚀20min后，如图3，再将试样进行拉力试验，随着拉伸过程的延伸和面缩，复合面的细线消失，断口是明显的纤维断裂，为基体位置断裂。

   对Z向拉伸试样断口进行扫描电镜观察，如图4，图中宏观上有明显剪切唇的断口在微观下都呈现大量的韧窝，仅有少量结晶断口，能谱显示断口存在部分MnS夹杂或Si、Mn的夹杂物，是导致试样断裂的原因。

   2.3.3复合面冲击检验

   为了进一步检测复合面的结合性能，设计了在复合面上的冲击试验：通过酸侵将复合面腐蚀出来之后，在复合线位置开槽进行冲击试验。

   观察图5的冲击断口（图6）发现，并未在复合面被撕开，说明结合面的抗冲击性能不比基体差。断口在SEM下观察，主要是结晶断口，韧窝底部仍然存在许多夹杂物，能谱显示为Si、Mn夹杂。

   3分析与讨论

   复合特厚钢板是将两块连铸坯经过表面清理、真空焊接、加热及轧制而成。轧制时采用单道次大变形量，使金属在固态下进行冶金结合。在复合面位置取金相试样，发现在抛光状态和在4%硝酸酒精溶液中腐蚀一定时间后均未发现有任何分隔界面（如图7上表面），证明复合面的结合率是比较完整和充分的。

   组织观察结果显示在复合面及其周围均为铁素体 珠光体组织，如图8，深腐蚀（50%盐酸溶液沸腾腐蚀30min）后在扫描电镜下观察，复合面上的组织形态和晶粒大小与其附近组织基本一致。

   由于复合特厚钢板是两块连铸坯经过表面处理、并在真