Aufgrund der Eigenschaften von geringem Gewicht, hoher spezifischer Festigkeit und ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit werden Titan und seine Legierungen in großem Umfang in der Petrochemie und in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt, z. B. in verschiedenen Druckbehältern und Wärmetauschern, aber Titan ist teuer. Die hohen Nutzungskosten schränken den Anwendungsbereich ein.Mit Titan-Stahl plattierte Plattehat die doppelten Vorteile von Leistung und Kosten. Während es die Korrosionsbeständigkeit und andere Eigenschaften von Titan nicht beeinträchtigt, reduziert es den Verbrauch seltener Metalle erheblich und hat hervorragende mechanische Eigenschaften von Stahl. Daher besteht eine Tendenz, Titanlegierungen in Anwendungen auf verschiedenen Gebieten allmählich zu ersetzen.
Der Leistungsunterschied zwischen Titan und Stahl ist groß. Die Wärmeleitfähigkeit von Titan beträgt nur 1/6 von Stahl und der Elastizitätsmodul nur 1/2 von Stahl. Dies schafft ein großes Hindernis für das Compoundieren von Titan und Stahl. Die Explosionsschweißverbundtechnologie ist das Hauptherstellungsverfahren für titanbeschichtete Stahlbleche, deren Mängel und Einschränkungen immer deutlicher werden. Viele Gelehrte im In- und Ausland haben viele theoretische und experimentelle Forschungen zum Herstellungsprozess von mit Titanstahl plattierten Blechen durchgeführt, und auf der Grundlage des Explosionsschweißens wurde die vorgeschlagene Explosion plus Walzverbundtechnologie besser angewendet. Als neuartige Metall-Werkstoff-Verbundtechnik wird die Vakuum-Walzen-Verbundtechnik zunehmend auch in der realen Produktion eingesetzt.
Der Forschungsstand der drei Fertigungsverfahren Explosionsschweißen, Explosions-Plus-Walzen und Vakuumwalzen ist unterschiedlich, es gibt Vor- und Nachteile.
1. Explosionsschweißverbundtechnologie
Derzeit ist die Sprengschweißverbundtechnologie das wichtigste Herstellungsverfahren zur Herstellung von Titanstahl-Verbundplatten im In- und Ausland. Das Prinzip besteht darin, die enorme Energie zu nutzen, die durch die Detonation von Sprengstoffen erzeugt wird, um die metallurgische Fest/Festphasen-Kombination aus gleichen oder unähnlichen Metallverbundmaterialien in einem Augenblick zu vervollständigen. Die Vorteile bestehen darin, dass das Verfahren einfach ist, die Kosten niedrig sind und die wellenförmige Bindung an der Grenzfläche die Bindungsfläche zwischen den Matrixmetallen vergrößert, was die Bindungsfestigkeit des Verbundmaterials stark verbessert.
2. Explosion plus rollende Verbundtechnologie
Das Spreng-Plus-Walzen-Verfahren besteht darin, eine anschließende Walzbehandlung an dem explosiven Verbundmaterial durchzuführen. Zunächst wird ein kleinerer und dickerer Verbundwerkstoff durch Explosionsschweißtechnik hergestellt und dann durch Walzbehandlung zu einem größeren und dünneren Verbundwerkstoff verarbeitet, d.h. im Vergleich zur einfachen Explosionsschweißverbundtechnik kann er sein Material durchbrechen Durch die Begrenzung der Fertigungsgröße werden die umfassenden technischen Vorteile der Sprengschweiß- und Walztechnologie voll ausgeschöpft und die Oberflächenrauheit, Formgenauigkeit, Dickenmaßgenauigkeit und Bearbeitbarkeit von Verbundwerkstoffen deutlich verbessert.
3. Vakuumwalzen-Verbundtechnologie
Explosionsschweißen und Explosions-Plus-Walzverfahren sind relativ perfekt, aber es gibt immer noch Mängel wie geringe Produktionseffizienz und -ausbeute sowie ernsthafte Umweltverschmutzung. Gegenwärtig wird das Vakuumwalzverbundverfahren als neuartige plattierte Blechschweißtechnologie zunehmend bei der Herstellung von Titan-Stahl-plattierten Blechen eingesetzt. Dieses Verfahren kann die Produktionseffizienz und -ausbeute erheblich verbessern und die Umweltverschmutzung verringern. Noch wichtiger ist, dass es verhindern kann, dass Metalloxide oder -nitride an der Grenzfläche während des Erhitzens und Walzens erscheinen, wodurch die Bindungsfestigkeit der plattierten Platte stark verbessert wird.
Aus dem oben Gesagten kann geschlossen werden
(1) Explosionsschweißen, Explosions-Plus-Walzen und Vakuumwalzen haben ihre eigenen Eigenschaften und Anwendungsbereiche. Die Kombination dieser drei Herstellungsverfahren kann den Herstellungsprozess von Titan-Stahl-Verbundwerkstoffen optimieren und eine standardisierte Produktion fördern.
(2) Explosionsschweißen ist ein relativ ausgereiftes Verfahren zur Herstellung von plattierten Titan-Stahl-Platten, das hauptsächlich zur Herstellung von plattierten Platten mit einer Dicke von mehr als 2 mm und einer Länge von weniger als 4 m verwendet wird, sodass es für Hochdruck und Ultrahoch geeignet ist Druckbehälter.
(3) Die Verbundtechnologie Explosion plus Walzen kann großflächige ultradünne Materialien erzeugen und die Grenzen des Explosionsschweißens durchbrechen; Die Kombination aus dem Doppelvertikal-Explosionsschweißverfahren und dem Prinzip der Fensteruntergrenze kann 2/3 des Sprengstoffs reduzieren. Gleichzeitig erzeugt es eine Mikrowellen- oder Wavelet-Kombination, die die Durchführbarkeit des anschließenden Walzens gewährleistet. Die Leistung von gewalztem Plattierungsblech aus Titanstahl wurde reduziert, was für Mittel- und Hochdruckbehälter geeignet ist.
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