Способи приготуваннякомпозитні пластини з титанової сталів основному включають метод вибуху, метод вибуху + прокатки, метод прокатки та метод дифузії. Метод дифузії для виготовлення композитних пластин із титанової сталі має довший час композитного процесу та недостатню міжфазну міцність, що робить його непридатним для промислового виробництва. Вітчизняне виробництво в основному використовує метод вибуху, який має простий процес, зрілу технологію та високу композитну міцність продукту. Однак він має такі недоліки, як високе шумове забруднення навколишнього середовища та обмежений розмір препарату. Більшість зарубіжних країн використовують метод прокатки для виробництва композитних пластин з титанової сталі, які не тільки мають контрольовані специфікації ширини та розміру пластини, але також мають стабільні та чисті характеристики інтерфейсу композиту, ефективно уникаючи вищезгаданих проблем. У майбутньому він поступово замінить метод вибуху як основний метод виготовлення композитних пластин із титанової сталі.
Підготовку композитних плит методом прокатки можна розділити на метод прямої прокатки та метод вакуумної прокатки. При використанні методу прямої прокатки для виготовлення композитних пластин з титанової сталі тиск між поверхнями композитного металу зазвичай перевищує 105 Па. У цей час титановий композитний матеріал неминуче піддаватиметься сильній реакції з киснем, що перешкоджає металургійному з’єднанню на межі розділу та призводить до руйнування композиту. Тому необхідно використовувати метод вакуумної прокатки [10]. У реальному виробництві композитні заготовки з титанової сталі часто готують шляхом симетричного складання заготовок і вакуумного відкачування зарезервованих пор у зварювальних швах заготовок, а потім піддають нагріванню та прокатці. Вибір ступеня вакууму є ключем до забезпечення чистоти поверхні титанової сталі, яка буде композитним металом, під час процесу нагрівання та прокатки. Коли вакуум занадто високий, у композитній заготовці більше залишкового повітря, яке забруднює композитну поверхню; Коли вакуум занадто низький, швидкість вакуум-екстракції повільна, що впливає на ефективність виробництва. В даний час більшість досліджень зосереджено на процесі гарячої прокатки композитних листів з титанової сталі, при цьому мало уваги приділяється впливу ступеня вакууму на мікроструктуру та властивості процесу підготовки прокатних композитних пластин з титанової сталі. Таким чином, у цій статті аналізується мікроструктура розділу та поведінка окислення катаних композитних листів з титанової сталі за різних ступенів вакууму, у поєднанні з мікротвердістю та міцністю на зсув, щоб забезпечити розумний ступінь вакууму для виготовлення композитних заготовок з титанової сталі, що має важливе керівне значення для промисловості виробництво листів з титанової сталі прокатними методами.
В якості основного металу використовується сталь Q345R, а в якості композитного матеріалу — промисловий чистий титан TA2. Його конкретний хімічний склад наведено в таблиці 1
Підготовка композитних пластин з титанової сталі в цьому експерименті включає такі процеси: підготовка заготовки, обробка поверхні, покриття ізоляційним агентом, герметизація заготовки та зварювання, а також нагрівання та прокатка. Оброблено в підкладку Q345R з розмірами 180 мм × 130 мм × 40 мм і композит TA2 з розмірами 180 мм × 130 мм × 10 мм за допомогою різання дротом; Відполіруйте поверхню композитного металу, доки свіжий метал повністю не відкриється, а потім протріть його спиртом, щоб видалити поверхневі масляні плями, окислення та інші забруднення; Перед складанням необхідно рівномірно покрити поверхню між титановими композитними матеріалами роздільним засобом; При складанні заготовки використовується метод пазу, який полягає в збірці заготовки в симетричній формі шляхом покриття зовнішньої підкладки сталлю, а внутрішнього шару - композитним титаном; Використання ручного дугового зварювання для ущільнення та зварювання навколо підкладки, залишаючи зазор для вакуумної екстракції, щоб сформувати композитну заготовку з титанової сталі. Підготуйте три набори композитних заготовок із титанової сталі однакового розміру та за допомогою вакуумного молекулярного насоса видаліть вакуум із внутрішньої сторони композитних заготовок, щоб ступінь вакууму всередині заготовок становив 1, 0,1 та 0,01 Па відповідно, і запишіть їх як зразки 1 #, 2 # і 3 # відповідно. Помістіть зібрану композитну заготовку з титанової сталі в нагрівальну піч і нагрійте її при температурі 930 градусів.
Після 2 годин ізоляції проводиться прокатка із загальним коефіцієнтом обжиму 80% і швидкістю прокатки 0,3 м/с. Після прокатки охолоджується на повітрі до кімнатної температури. Металографічні зразки були взяті та відполіровані з композитної поверхні розділу та місця з’єднання титанового композитного шару на композитній пластині з титанової сталі. Корозію проводили за допомогою 4% розчину спирту азотної кислоти, а мікроструктуру зразка спостерігали та аналізували за енергетичним спектром EDS за допомогою скануючого електронного мікроскопа. Аналіз твердості проводили в різних положеннях зразка за допомогою твердомера за Віккерсом, а механічні властивості композитної пластини з титанової сталі перевіряли за допомогою універсальної машини для розтягування.
