GR2 Titanplattierte Platte

Titan/Stahl-Grenzfläche wird bei hoher Temperatur gebildet - Die kristallographischen Informationen von Ti, TiC, FeTi oder Fe2Ti und anderen Phasen sind

shown in Table 2 In these phases, TiC, FeTi and Fe2Ti show intrinsic brittleness, and the order of brittleness from large to small is TiC>FeTi>Fe2Ti Unter diesen beträgt die TiC-Bruchzähigkeit nur 5,7 MPa · m − 1/2, was die Qualität der Grenzflächenbindung am stärksten beeinträchtigt; Wenn TiC, FeTi und Fe2Ti an der Grenzfläche koexistieren, ist die Beschädigung der Grenzfläche schwerwiegender als wenn sie alleine existieren. Bei gleicher Temperatur ist die Ordnung der freien Gibbs-Energie der Standardbildung von TiC, Fe2Ti und FeTi-Reaktionsprodukten TiC

Die Grenzflächenhaftfestigkeit von GR2-titanplattierten Platten nimmt mit zunehmender Dicke der TiC-Schicht ab. Die Dicke der TiC-Schicht kann durch Wärmebehandlung bei 555–850 Grad und 1–3 h geändert werden. Wenn eine dünne und gleichmäßige TiC-Schicht an der Titan/Stahl-Grenzfläche gebildet wird, ist es vorteilhaft, die Qualität der Grenzflächenbindung zu verbessern; Wenn die Dicke der TiC-Grenzflächenschicht nicht gleichförmig ist, tritt in dem Bereich mit dickem TiC leicht ein Sprödbruch auf, der die Bindungsfestigkeit der Grenzfläche beeinträchtigt; Sowohl das Oberflächenbehandlungsverfahren als auch der Grad des Grenzflächenvakuums beeinflussen die Kontinuität und Gleichmäßigkeit der TiC-Grenzflächenschicht. Wenn der Grad des Grenzflächenvakuums niedrig ist, erzeugt die Titan/Stahl-Grenzfläche mehr ungebundene Bereiche, und die Grenzfläche erzeugt auch zufällig verteiltes TiN. Diese ungebundenen Bereiche und das Vorhandensein von TiN zerstören die Diffusionsgleichmäßigkeit von Ti und Fe an der Grenzfläche, zerstören die Kontinuität der TiC-Schicht an der Grenzfläche und beeinträchtigen die Qualität der Grenzflächenbindung. Die Bildungstemperatur von FeTi und Fe2Ti an der Grenzfläche ist – Ti→ - Der Ti-Phasenübergangspunkt liegt über 882 Grad, während Fe ein - Ti-stabiles Element ist, verringert die Diffusion von Fe an der Grenzfläche in die Ti-Basis die Phasenübergangstemperatur, was dazu führt, dass sich - Ti in - Ti umwandelt, was zur Bildung von führt FeTi und Fe2Ti an der Grenzfläche Da TiC, FeTi und Fe2Ti gleichzeitig oberhalb der Temperatur des Ti-Umwandlungspunkts an der Grenzfläche Titan/Stahl ausfallen, was die Qualität der Grenzflächenbindung ernsthaft verschlechtert, ist die Temperatur von Titan/Stahl direkt Komposit ist im Allgemeinen niedriger als die Temperatur des Umwandlungspunkts.

Die Anforderungen an Zugfestigkeit, Bruchdehnung und Scherfestigkeit von Titan/Stahl-Verbundplatten sind in GB/T 8547-2019 Titan-Stahl-Verbundplatte und GB/T 8546-2017 Titan-Edelstahl-Verbundplatte angegeben . Die untere Grenze der Zugfestigkeit Rmj errechnet sich nach der Formel:

Wobei: t1 die Dicke des Grundmaterials aus Stahl ist, mm; T2 ist die Dicke des Titanbeschichtungsmaterials, mm; Rm1 ist die standardmäßige untere Grenze der Zugfestigkeit des Stahlgrundmaterials, MPa; Rm2 ist der Zugfestigkeitsstandard von titanbeschichtetem Material

Der untere Grenzwert, MPa. Die Bruchdehnung A der Titan/Stahl-Verbundplatte darf nicht geringer sein als die untere Bruchdehnung, die in der Norm für Stahlgrundmaterial oder titanbeschichtetes Material angegeben ist. Die Grenzflächenscherfestigkeit einer Titan/Stahl-Verbundplatte der Klasse 0 ist größer größer oder gleich 196 MPa, und die Grenzflächenscherfestigkeit von Titan/Stahl-Verbundplatten der Klassen 1 und 2 muss größer oder gleich 140 MPa sein. Gegenwärtig kann die Grenzflächenscherfestigkeit einer Titan/Stahl-Verbundplatte ohne Zugabe von Übergangsschichtmetall 200 bis 250 MPa erreichen, und die Grenzflächenscherfestigkeit einer Titanlegierungsbeschichtung ist deutlich höher als die einer reinen Titanbeschichtung; Die Grenzflächen-Scherfestigkeit einer Titan/Stahl-Verbundplatte, die durch Zugabe von Übergangsschichtmetall und strenger Kontrolle der Prozessparameter hergestellt wird, kann bis zu 500 MPa betragen.

Da sich die plastische Verformungsfähigkeit und der Wärmeausdehnungskoeffizient von Titan und Stahl stark unterscheiden, ist es schwierig, Titan und Stahl zu verbinden. Gegenwärtig umfassen die Hauptherstellungsverfahren von Titan/Stahl-Verbundplatten Sprengbindung, Sprengwalzbindung, Diffusionsbindung und Warmwalzbindung.

2.1 Sprengstoff-Verbundverfahren

Das Explosions-Verbundverfahren ist eine Art Verfahren zur Herstellung von Metallverbundplatten, das Sprengstoffe als Energiequelle verwendet und die durch die Explosion erzeugte Aufprallkraft nutzt, um zwei oder mehr Schichten von Metallplatten heftig zu kollidieren, plastisch zu verformen, zu schmelzen und interatomar zu machen Diffusion und realisieren die feste Bindung der Grenzfläche. Es gibt zwei Montagemethoden für Sprengstoff-Verbundrohlinge: Parallelmethode und Winkelmethode.

Das Verfahren ist auf großflächige Metallverbundplatten anwendbar, und das Winkelverfahren ist auf Sprengstoffe mit hoher Detonationsgeschwindigkeit und kleinflächige Metallverbundplatten anwendbar. Seine Montage ist in Abbildung 1 dargestellt.

2.2 EXPLOSION – ROLLING-COMPOUND-METHODE

Das Explosionswalz-Verbundverfahren ist eine Art Vorbereitungsverfahren, um eine Metallverbundplatte durch Kaltwalzen oder Warmwalzen nach dem Explosionsverbund der zu verbindenden Metallplatte zu erhalten. Der allgemeine Prozessablauf des Explosionswalz-Verbundverfahrens ist: Metallplattenvorbereitung → Oberfläche Behandlung → explosiver Verbundwerkstoff → Wärmebehandlung nach der Explosion → Warmwalzen → Kaltwalzen → Richten Aufgrund der Explosion von Titan.

Die Kaltverfestigung der Grenzfläche der stahlplattierten Platte beeinflusst den nachfolgenden Walzeffekt, daher ist es notwendig, die Kaltverfestigung der Grenzfläche durch Wärmebehandlung nach der Explosion zu beseitigen; Während der Wärmebehandlung sollte die Temperatur unter 850 Grad gehalten werden, um die Bildung von Fe2Ti und FeTi an der Grenzfläche zu vermeiden. Die Grenzflächenhaftfestigkeit der Titan/Stahl-Verbundplatte nimmt mit zunehmender Walzreduktion zu , wird die durch Explosion gebildete wellige Grenzfläche der Titan/Stahl-Verbundplatte allmählich gerade, und die intermetallische Verbindung an der Grenzfläche wird in eine diskontinuierliche Verteilung aufgebrochen, was der Verbesserung der Grenzflächenhaftfestigkeit förderlich ist. Wang Jingzhong et al. zuerst zusammengesetzte Titanplatte und DT4-Reineisen-Übergangsschicht durch Sprengverbundverfahren und dann zusammengesetzte Ti/DT4- und Q235-Stahlplatte durch Warmwalzverbundverfahren, um Ti/DT4/Q235-Verbundplatte herzustellen; Der Einfluss des Herstellungsprozesses auf die Grenzflächenhaftfestigkeit wurde untersucht. Es wurde festgestellt, dass die intermetallischen Grenzflächenverbindungen am geringsten waren, wenn die Warmwalztemperatur 830–880 Grad betrug und die Glühtemperatur 550–650 Grad betrug, und die Grenzflächenbindungsfestigkeit 250 MPa erreichte.

Die Qualität der Grenzflächenhaftung als wichtiger Leistungsindex von Titan/Stahl-Verbundplatten stand schon immer im Mittelpunkt der Aufmerksamkeit. Oberflächenbehandlungsverfahren, Warmwalztemperatur, Übergangsschichtmetall und Wärmebehandlungsverfahren als Schlüsselprozessfaktoren, die die Qualität der Grenzflächenbindung beeinflussen, standen ebenfalls im Fokus der Forschung auf diesem Gebiet.