Recerca sobre les propietats de les plaques compostes de titani/acer preparades per escalfament i laminació per inducció electromagnètica

Les plaques compostes de titani/acer no només tenen l'excel·lent resistència a la corrosió del titani, sinó que també tenen l'alta resistència i bona conductivitat tèrmica de l'acer, alhora que redueixen l'ús de titani de metalls preciosos i redueixen els costos de producció. S'utilitzen àmpliament en camps com ara petroquímica, equips elèctrics, equips de producció de sal i enginyeria marina. Actualment, els principals mètodes per a la producció industrial de plaques compostes d'acer de titani inclouen el mètode compost explosiu, el mètode compost de laminació explosiva i el mètode compost de laminació en calent. En comparació amb altres mètodes de preparació, la placa composta d'acer de titani preparada pel mètode compost de laminació en calent té els avantatges d'una bona qualitat del producte, una alta eficiència de producció i sense contaminació ambiental. Té avantatges significatius en la producció de plaques compostes de gran superfície i amplada, i està substituint gradualment altres mètodes de preparació en la producció industrial. Tanmateix, quan es preparen plaques compostes de titani/acer mitjançant el mètode compost de laminació en calent, per evitar l'oxidació de la interfície composta en condicions d'alta temperatura, cal utilitzar el mètode de bombeig al buit o el mètode de soldadura per feix d'electrons al buit per a la preparació de billets per assegurar-se que el la interfície composta està en estat de buit. No obstant això, la producció de billets al buit pot tenir defectes de soldadura que poden conduir a una fallada del buit, donant lloc a una disminució de la taxa de qualificació de la producció de plaques compostes. A més, el complex procés de producció i els elevats costos de l'equip limiten la promoció i l'aplicació del mètode de laminació per a la producció de plaques compostes. A més, a altes temperatures, es generen fàcilment compostos trencadissos com TiC, FeTi i Fe2Ti a la interfície de plaques compostes de titani/acer laminades directament en calent, la qual cosa comporta una disminució del rendiment de cisalla de les plaques compostes. A més, amb l'augment de la temperatura d'escalfament, els tipus i el gruix dels compostos generats a la interfície composta augmenten significativament. Després d'estudiar l'efecte de la temperatura de rodament sobre la resistència del compost de plaques compostes de titani/acer
Els resultats indiquen que a una temperatura de laminació de 850 ~ 1050 graus, a mesura que augmenta la temperatura de laminació, augmenta el nombre de compostos generats a la interfície composta i la resistència al cisallament mostra una disminució significativa. Yu Wei et al. [20] va dur a terme experiments de compost de laminació de titani pur industrial TA1 i Q345 en el rang de 840 ~ 930 graus. L'estudi va trobar que la placa composta rodada a 870 graus tenia un millor rendiment. Amb l'augment de la temperatura d'escalfament, l'estructura lateral de titani va patir una transformació de fase i es van generar més compostos intermetàl·lics a la interfície, reduint la resistència al tall de la interfície.
Per tal de suprimir la formació de compostos intermetàl·lics a la interfície composta titani/acer durant la laminació en calent, normalment s'afegeix una capa metàl·lica adequada entre titani i acer com a capa intermèdia per millorar les condicions coordinades de deformació i difusió de la interfície. Per exemple, SABOK TAKIN RM et al. [21] va realitzar experiments de compost de titani/acer laminat en calent utilitzant Cu com a capa intermèdia a diferents temperatures, que va suprimir la formació de compostos intermetàl·lics de TiC i Fe Ti, i no es va generar cap capa de reacció a la interfície composta entre l'acer al carboni i el coure. No obstant això, es van generar diversos compostos intermetàl·lics de Ti Cu a la interfície composta entre el coure i el titani, reduint la resistència al tall de la placa composta.
Es va preparar una placa composta de titani/acer mitjançant laminació en calent de ferro pur DT4 com a capa intermèdia. A una temperatura d'escalfament de 850 graus, la placa composta va aconseguir una resistència a tall màxim de 237 6 MPa; A mesura que la temperatura d'escalfament augmenta a 950 graus, es forma una capa fràgil gruixuda a la interfície composta, donant lloc a una disminució significativa de la força d'unió de la placa composta. CHAI XY et al. va prevenir eficaçment la formació de fases trencadisses a la interfície composta afegint dues capes intermèdies diferents, Nb i Mo. La resistència al tall de la placa composta va augmentar en 65 i 20 MPa, respectivament, en comparació amb no afegir una capa intermèdia. LI BX et al. [24] van preparar plaques compostes d'acer de titani mitjançant laminació en calent d'acer IF, V i acer IF+V com a capes intermèdies. L'estudi va trobar que no es va detectar cap fase trencadissa a la interfície composta quan s'utilitzava acer IF + V com a capa intermèdia, i la resistència al tall era superior a la d'un sol material com a capa intermèdia, arribant a 241 a 900 graus i una reducció. taxa del 93% A 8 MPa, a mesura que augmenta la temperatura d'escalfament, augmenta el gruix de la fase σ a la interfície d'acer V/IF, debilitant greument la resistència al tall de la placa composta.
A partir de la investigació anterior, es pot veure que, en condicions de temperatura més altes, les plaques compostes de titani/acer laminades en calent generaran fases trencadisses independentment de si s'afegeix una interfície composta de capa intermèdia, la qual cosa comportarà una disminució de la qualitat d'unió de la placa composta. . Per evitar la formació de compostos fràgils durant els processos de laminació i refrigeració a alta temperatura, Bai Yuliang va proposar un esquema de laminació de plaques compostes de titani/acer mitjançant calefacció per inducció electromagnètica d'alta freqüència i un mètode de dos passos en fred i calent. Mitjançant l'ús de la ràpida velocitat d'escalfament de la inducció electromagnètica, el temps d'escalfament s'escurça i es controla la precipitació de compostos intermetàl·lics a la interfície. GUO XW et al. [26] va realitzar experiments de laminació en calent sobre plaques compostes TC4/304 utilitzant el mètode assistit per pols elèctric a diferents temperatures i taxes de reducció. L'estudi va demostrar que l'ús de laminació assistida per pols elèctric pot promoure eficaçment la unió metal·lúrgica dels metalls. Les plaques compostes TC4/304 d'alta qualitat es van preparar amb èxit sota processos de laminació amb temperatures més baixes i taxes de reducció més baixes, amb una resistència a tall màxim de 286 MPa. En resposta als problemes en la preparació de plaques compostes de titani/acer mitjançant el mètode compost de laminació en calent, aquest article proposa utilitzar ferro pur com a capa intermèdia, utilitzant la bona fluïdesa del ferro pur per millorar les condicions de deformació de la matriu d'interfície i preparar plaques compostes de titani/acer d'alt rendiment simplement apilant palanxes asimètriques sota protecció de gas inert i utilitzant calefacció per inducció electromagnètica a temperatures més baixes. Aquest mètode no només simplifica el procés de producció, sinó que també evita la formació de compostos trencadissos a la interfície composta mitjançant l'ús de les característiques de velocitat d'escalfament curta i baixa temperatura d'inducció electromagnètica. Aquest article pretén estudiar la microestructura i les propietats de la interfície de plaques compostes titani/acer preparades per escalfament per inducció i laminació amb diferents gruixos de DT4 com a capes intermèdies.