Способы приготовлениякомпозитные пластины из титановой сталив основном включают метод взрыва, метод взрыва + прокатки, метод прокатки и метод диффузии. Диффузионный метод изготовления композитных пластин из титановой стали имеет более длительное время композитирования и недостаточную межфазную прочность, что делает его непригодным для промышленного производства. В отечественном производстве в основном применяется метод взрыва, который отличается простотой процесса, отработанной технологией и высокой прочностью композитного интерфейса продукта. Однако у него есть недостатки: высокое шумовое загрязнение окружающей среды и ограниченный размер препарата. В большинстве зарубежных стран для производства композитных пластин из титановой стали используется метод прокатки, который не только имеет контролируемую ширину и размер пластины, но также имеет стабильные и чистые характеристики интерфейса композита, что эффективно позволяет избежать вышеупомянутых проблем. В будущем он постепенно заменит метод взрыва в качестве основного метода изготовления композитных пластин из титановой стали.
Подготовку композитных пластин методом прокатки можно разделить на метод прямой прокатки и метод вакуумной прокатки. При использовании метода прямой прокатки для изготовления композитных пластин из титановой стали давление между поверхностями композиционного металла обычно превышает 105 Па. В это время титановый композиционный материал неизбежно вступит в сильную реакцию с кислородом, что препятствует металлургическому соединению на границе раздела и приводит к разрушению композита. Поэтому необходимо использовать метод вакуумной прокатки [10]. В реальном производстве композитные заготовки из титановой стали часто получают путем симметричной сборки заготовок и вакуумной откачки оставшихся пор в сварных швах заготовок, а затем подвергают нагреву и прокатке. Выбор степени вакуума является залогом обеспечения чистоты поверхности титановой стали, являющейся композиционным металлом, в процессе нагрева и прокатки. Когда вакуум слишком высок, в композитной заготовке остается больше остаточного воздуха, который загрязняет границу раздела композита; Когда вакуум слишком низкий, скорость вакуумной экстракции снижается, что влияет на эффективность производства. В настоящее время большинство исследований сосредоточено на процессе горячей прокатки композитных пластин из титановой стали, при этом мало внимания уделяется влиянию степени вакуума на микроструктуру и свойства процесса подготовки прокатанных композитных пластин из титановой стали. Таким образом, в этой статье анализируется микроструктура интерфейса и поведение окисления прокатанных композитных пластин из титановой стали при различных степенях вакуума в сочетании с микротвердостью и прочностью на сдвиг, чтобы обеспечить разумную степень вакуума для подготовки композитных заготовок из титановой стали, что имеет важное руководящее значение для промышленной промышленности. производство композитных пластин из титановой стали методами прокатки.
В качестве основного металла используется сталь Q345R, а в качестве композитного материала — промышленный чистый титан TA2. Его конкретный химический состав приведен в таблице 1.
Подготовка композитных пластин из титановой стали в этом эксперименте включает следующие процессы: подготовку заготовки, обработку поверхности, покрытие изолирующим агентом, герметизацию и сварку заготовки, а также нагрев и прокатку. Переработан в подложку Q345R размерами 180 мм × 130 мм × 40 мм и композит ТА2 размерами 180 мм × 130 мм × 10 мм методом резки проволокой; Отполируйте поверхность композиционного металла до полного обнажения свежего металла, а затем протрите его спиртом для удаления поверхностных масляных пятен, окисления и других загрязнений; Перед сборкой необходимо поверхность между титановыми композиционными материалами равномерно покрыть разделительным составом; При сборке заготовки применяют пазовой метод, заключающийся в сборке заготовки симметричной формы путем покрытия внешней подложки сталью, а внутреннего слоя - композитного титана; Использование ручной дуговой сварки для герметизации и сварки вокруг подложки, оставляя зазор для вакуумной экстракции, для формирования композитной заготовки из титановой стали. Подготовьте три набора композитных заготовок из титановой стали одинакового размера и используйте вакуумный молекулярный насос для извлечения вакуума изнутри композитных заготовок так, чтобы степень вакуума внутри заготовок составляла 1, 0,1 и 0,01 Па соответственно, и запишите их как семплы 1#, 2# и 3# соответственно. Поместите собранную композитную заготовку из титановой стали в нагревательную печь и нагрейте ее до температуры 930 градусов.
После 2 часов изоляции проводят прокатку с общим коэффициентом обжатия 80% и скоростью прокатки 0,3м/с. После прокатки его охлаждают на воздухе до комнатной температуры. Металлографические образцы были взяты и отполированы на границе раздела композита и в месте соединения слоя титанового композита с композитной пластиной из титановой стали. Коррозию проводили с использованием 4%-ного спиртового раствора азотной кислоты, микроструктуру образца наблюдали и анализировали по энергетическому спектру ЭДС с помощью сканирующего электронного микроскопа. Анализ твердости проводили в различных положениях образца с помощью твердомера Виккерса, а механические свойства композитной пластины из титановой стали проверяли с помощью универсальной разрывной машины.
