Titan/stålkompositplattor har inte bara den utmärkta korrosionsbeständigheten hos titan, utan har också den höga hållfastheten och goda värmeledningsförmågan hos stål, samtidigt som de minskar användningen av ädelmetalltitan och sänker produktionskostnaderna. De används ofta inom områden som petrokemi, kraftutrustning, saltproduktionsutrustning och marinteknik. För närvarande inkluderar de viktigaste metoderna för industriell produktion av kompositplattor av titanstål explosiv kompositmetod, explosiv valsningskompositmetod och varmvalsningskompositmetod. Jämfört med andra beredningsmetoder har titanstålkompositplattan framställd med varmvalsningskompositmetod fördelarna med god produktkvalitet, hög produktionseffektivitet och ingen miljöförorening. Det har betydande fördelar vid tillverkning av kompositplattor med stor yta och bred bredd och ersätter gradvis andra beredningsmetoder inom industriell produktion. För att undvika oxidation av kompositgränssnittet under höga temperaturförhållanden är det emellertid nödvändigt att använda vakuumpumpningsmetod eller vakuumelektronstrålesvetsmetod för att förbereda ämnet för att säkerställa att kompositgränssnittet är i vakuumtillstånd. Emellertid kan vakuumämnesproduktion ha svetsdefekter som kan leda till vakuumfel, vilket resulterar i en minskning av kvalificeringsgraden för tillverkning av kompositplåtar. Dessutom begränsar den komplexa produktionsprocessen och höga utrustningskostnader främjandet och tillämpningen av valsmetoden för att producera kompositplåtar. Vid höga temperaturer genereras dessutom lätt spröda föreningar såsom TiC, FeTi och Fe2Ti vid gränsytan mellan direkt varmvalsade titan/stålkompositplattor, vilket leder till en minskning av kompositplattornas skjuvprestanda. Dessutom, med ökningen av uppvärmningstemperaturen, ökar typerna och tjockleken av föreningar som genereras vid kompositgränsytan avsevärt. Efter att ha studerat effekten av valstemperatur på komposithållfastheten hos titan/stålkompositplattor
Resultaten indikerar att vid en valstemperatur på 850~1050 grader, när valstemperaturen ökar, ökar antalet föreningar som genereras vid kompositgränsytan, och skjuvhållfastheten visar en signifikant minskning. Yu Wei et al. [20] genomförde rullande kompositexperiment av industriellt rent titan TA1 och Q345 i intervallet 840~930 grader. Studien fann att kompositplattan rullad i 870 grader hade bättre prestanda. Med ökningen av uppvärmningstemperaturen genomgick titansidostrukturen fasomvandling, och fler intermetalliska föreningar genererades vid gränsytan, vilket minskade gränsytans skjuvhållfasthet.
För att undertrycka bildningen av intermetalliska föreningar vid gränsytan av titan/stålkomposit under varmvalsning, tillsätts vanligtvis ett lämpligt metallskikt mellan titan och stål som ett mellanskikt för att förbättra de koordinerade deformations- och diffusionsförhållandena för gränsytan. Till exempel, SABOK TAKIN RM et al. [21] genomförde varmvalsade titan/stålkompositexperiment med Cu som ett mellanskikt vid olika temperaturer, vilket undertryckte bildningen av TiC och Fe Ti intermetalliska föreningar, och inget reaktionsskikt genererades vid kompositgränsytan mellan kolstål och koppar. Emellertid genererades olika Ti Cu-intermetalliska föreningar vid kompositgränsytan mellan koppar och titan, vilket minskade kompositplattans skjuvhållfasthet.
En titan/stålkompositplatta framställdes genom varmvalsning av rent järn DT4 som mellanskikt. Vid en uppvärmningstemperatur på 850 grader uppnådde kompositplattan en maximal skjuvhållfasthet på 237 6 MPa; När uppvärmningstemperaturen ökar till 950 grader bildas ett tjockt sprött skikt vid kompositgränsytan, vilket resulterar i en signifikant minskning av kompositplattans bindningsstyrka. CHAI XY et al. förhindrade effektivt bildandet av spröda faser vid kompositgränsytan genom att lägga till två olika mellanskikt, Nb och Mo. Skjuvhållfastheten hos kompositplattan ökade med 65 respektive 20 MPa, jämfört med att inte lägga till ett mellanskikt. LI BX et al. [24] preparerade titanstålkompositplattor genom varmvalsning av IF-stål, V och IF-stål+V som mellanskikt. Studien fann att ingen spröd fas detekterades vid kompositgränsytan när IF stål+V användes som mellanskikt, och skjuvhållfastheten var högre än för ett enda material som mellanskikt, och nådde 241 vid 900 grader och en minskning hastighet på 93 % Vid 8 MPa, när uppvärmningstemperaturen ökar, ökar tjockleken på σ-fasen vid V/IF-stålgränsytan, vilket kraftigt försvagar kompositplattans skjuvhållfasthet.
Från ovanstående forskning kan det ses att under högre temperaturförhållanden kommer varmvalsade titan/stålkompositplattor att generera spröda faser oavsett om ett mellanskiktskompositgränssnitt läggs till, vilket leder till en minskning av kompositplattans bindningskvalitet. . För att undvika bildning av spröda föreningar under högtemperaturvalsnings- och kylningsprocesser föreslog Bai Yuliang ett schema för valsning av titan/stålkompositplattor med hjälp av högfrekvent elektromagnetisk induktionsuppvärmning och en kall varm tvåstegsmetod. Genom att utnyttja den snabba uppvärmningshastigheten av elektromagnetisk induktion förkortas uppvärmningstiden och utfällningen av intermetalliska föreningar vid gränsytan kontrolleras. GUO XW et al. [26] utförde varmvalsningsexperiment på TC4/304 kompositplattor med hjälp av den elektriska pulsassisterade metoden vid olika temperaturer och reduktionshastigheter. Studien visade att användningen av elektrisk pulsassisterad valsning effektivt kan främja metallurgisk bindning av metaller. Högkvalitativa TC4/304 kompositplåtar framställdes framgångsrikt under valsningsprocesser med lägre temperaturer och lägre reduktionshastigheter, med en maximal skjuvhållfasthet på 286 MPa. Som svar på problemen med framställningen av titan/stålkompositplattor med varmvalsningskompositmetod föreslår denna uppsats användning av rent järn som mellanskikt, utnyttjande av den goda flytbarheten hos rent järn för att förbättra deformationsförhållandena för gränssnittsmatrisen och förbereda högpresterande titan/stålkompositplattor genom att helt enkelt stapla asymmetriska ämnen under inertgasskydd och använda elektromagnetisk induktionsvärmning vid lägre temperaturer. Denna metod förenklar inte bara produktionsprocessen, utan undviker också bildningen av spröda föreningar vid kompositgränsytan genom att utnyttja egenskaperna för kort uppvärmningshastighet och låg temperatur av elektromagnetisk induktion. Denna artikel avser att studera mikrostrukturen och egenskaperna hos gränssnittet hos titan/stålkompositplattor framställda genom induktionsvärmning och valsning med olika tjocklekar av DT4 som mellanskikt.
