Titan verkleidete Stahlplatteintegriert die hervorragende Korrosionsbeständigkeit von Titanlegierungen und die Festigkeit und Zähigkeit von Stahl und wird in großem Umfang in den Bereichen Erdöl, Chemie, Elektrizität und Kernenergie eingesetzt. In den letzten Jahren haben sich die Anwendungsgebiete von Titan-Stahl-Verbundplatten allmählich erweitert, wie z. B. Schutzmaterialien für Schiffsstahlkonstruktionen, Übergangsfugen zwischen Schiffsstahlkonstruktionen und Titankonstruktionen, Meerwasserpipelines usw Titan-Stahl-Verbundplatten hat ebenfalls große Fortschritte gemacht.
Gegenwärtig sind die Hauptherstellungsverfahren für plattierte Titan-Stahl-Platten das Explosionsplattierungsverfahren, das Explosionswalzplattierungsverfahren und das Direktwalzplattierungsverfahren. Unter ihnen hat sich das Direktwalz-Verbundverfahren zur Hauptforschungsrichtung des Stahlwerks entwickelt, was hauptsächlich auf die Einführung von groß angelegten Breitwalzwerken und Vakuumschneidanlagen zurückzuführen ist. Verglichen mit dem Explosionsplattierungsverfahren und dem Explosionswalzplattierungsverfahren kann das Direktwalzplattierungsverfahren plattierte Bleche mit großer Blechbreite, dünner Plattierung und gleichmäßigen Grenzflächeneigenschaften erzeugen. Gleichzeitig hat das Direktwalzverbundverfahren auch die Vorteile einer hohen Produktionseffizienz und niedriger Kosten. Der Vakuumformprozess des Direktwalzverbundverfahrens ist jedoch relativ kompliziert, und der Walzprozess erfordert eine hohe Ausrüstungskapazität. Für heimische Eisen- und Stahlunternehmen gibt es noch einige Schlüsseltechnologien, die im Produktionsprozess von direkt gewalzten plattierten Titanstahlplattierungen durchbrochen werden müssen.
Die Hauptparameter des Walzprozesses von mit Titanstahl plattierten Blechen sind Erwärmungstemperatur, Reduktion und Walzgeschwindigkeit, und die Erwärmungstemperatur ist der kritischste Prozessparameter. Dies liegt hauptsächlich daran, dass die Erwärmungstemperatur nicht nur den Formprozess der Titanschicht und der Stahlschicht beeinflusst, sondern auch die Mikrostruktur, die Festigkeit und Zähigkeit der Stahlschicht und die Grenzflächenbindungsleistung beeinflusst. Die Temperatur wirkt sich direkt auf die Bildung von Grenzflächen-Sprödphasen wie TiC, FeTi und Fe2Ti aus, und die Dicke von Grenzflächen-Sprödphasen hat einen entscheidenden Einfluss auf die Bindungseigenschaften.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Grenzflächenscherfestigkeit umgekehrt proportional zur Dicke der intermetallischen Schicht ist. Wenn die Temperatur ansteigt, nimmt die Dicke der intermetallischen Verbindung der mit Titan und rostfreiem Stahl plattierten Platte zu. Wenn die Erwärmungstemperatur 850 Grad beträgt, erzielt die Titan-Edelstahl-Verbundprobe zur Wärmesimulation die beste Bindungsleistung. Die aktuellen diesbezüglichen Forschungsergebnisse basieren jedoch hauptsächlich auf experimentellen Phänomenen, die sich auf die Beziehung zwischen Temperatur, Grenzflächenprodukttyp, Dicke und Grenzflächenbindungsleistung beziehen, und analysieren nicht gründlich, wie sich die Temperatur auf Grenzflächenreaktionsprodukttyp und -dicke auswirkt. Daher muss die Auswirkung der Temperatur auf die Grenzflächenreaktionsphase weiter untersucht werden. Darüber hinaus fehlt es auch an einer systematischen Bewertung des Einflusses der Heiztemperatur auf die Mikrostruktur, die Festigkeit und Zähigkeit des Substrats und die Grenzflächenhaftfestigkeit.
1) Wenn die Erwärmungstemperatur 850 bis 950 Grad beträgt, erfüllen die Festigkeit und Zähigkeit des Grundmaterials, die Grenzflächenscherleistung und die Biegeprozessleistung der Titanstahl-Verbundplatte alle die Anforderungen des Index, und die Scherfestigkeit ist größer als 200 MPa. Mit zunehmender Erwärmungstemperatur nahm die Grenzflächenscherleistung allmählich ab.
2) Wenn die Heiztemperatur 850, 875 und 900 Grad beträgt, ist die Kühltemperatur nach dem Walzen niedrig, die Anreicherungsfähigkeit von C an der Bindungsgrenzfläche ist stark, die Reaktionsdiffusion von Fe in Ti ist schwach und die Reaktionsphase von TiC und -Ti werden an der Bindungsgrenzfläche gebildet.
3) Mit der Erhöhung der Heiztemperatur nimmt die Dicke der Sprödphasen-TiC-Schicht und der intermetallischen Fe-Ti-Verbindungsschicht zu. Wenn die Heiztemperatur über 925 Grad ansteigt, koexistieren an der Bindungsgrenzfläche intermetallische Fe-Ti-Verbindungen und TiC. Die Diversifizierung der spröden Phase und die Zunahme der Dicke führen zu einer Abnahme der Grenzflächen-Scherfestigkeit der mit Titan-Stahl plattierten Platte.
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