GR2 ploča obložena titanom

Međusklop titan/čelik formirat će se na visokoj temperaturi - kristalografske informacije o Ti, TiC, FeTi ili Fe2Ti i drugim fazama su

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 Među njima, TiC otpornost na lom je samo 5,7 MPa · m − 1/2, što ima najveću štetu na kvaliteti spajanja međupovršine; Kada TiC, FeTi i Fe2Ti koegzistiraju na sučelju, oštećenje sučelja je ozbiljnije nego kada postoje sami Na istoj temperaturi, redoslijed Gibbsove slobodne energije standardnog formiranja produkata reakcije TiC, Fe2Ti i FeTi je TiC

Međufazna čvrstoća lijepljenja GR2 ploča obloženih titanom smanjuje se s povećanjem debljine TiC sloja. Debljina TiC sloja može se promijeniti toplinskom obradom na 555~850 stupnjeva i 1~3 h. Kada se formira tanak i ujednačen TiC sloj na međusklopu titan/čelik, korisno je poboljšati kvalitetu spajanja sučelja; Kada debljina TiC sloja sučelja nije ujednačena, lako će doći do krhkog loma u području s debelim TiC, što će oštetiti čvrstoću veze sučelja; I metoda površinske obrade i stupanj vakuuma sučelja utjecat će na kontinuitet i ujednačenost TiC sloja sučelja. Kada je stupanj vakuuma sučelja nizak, sučelje titan/čelik proizvest će više nevezanih područja, a sučelje će također generirati nasumično raspoređeni TiN. Ova nevezana područja i prisutnost TiN uništit će jednolikost difuzije Ti i Fe na međusklopu, uništiti kontinuitet TiC sloja sučelja i oštetiti kvalitetu vezivanja sučelja. Temperatura stvaranja FeTi i Fe2Ti na sučelju je - Ti→ - Točka faznog prijelaza Ti je iznad 882 stupnja, dok je Fe - Ti stabilan element, difuzija Fe na granici u bazu Ti smanjit će temperaturu faznog prijelaza, što rezultira transformacijom - Ti u - Ti, što rezultira stvaranjem FeTi i Fe2Ti na međupovršini Budući da će se TiC, FeTi i Fe2Ti taložiti na sučelju titan/čelik u isto vrijeme iznad temperature točke transformacije Ti, što će ozbiljno pogoršati kvalitetu povezivanja sučelja, temperatura titana/čelika izravno kompozit je općenito niža od temperature točke transformacije.

Zahtjevi za vlačnu čvrstoću, istezanje nakon loma i čvrstoću na smicanje kompozitne ploče titan/čelik navedeni su u GB/T 8547-2019 kompozitnoj ploči titan-čelik i GB/T 8546-2017 kompozitnoj ploči titan-nehrđajući čelik . Donja granica vlačne čvrstoće Rmj izračunava se prema formuli:

Gdje je: t1 debljina čeličnog osnovnog materijala, mm; T2 je debljina materijala za prevlačenje titana, mm; Rm1 je standardna donja granica vlačne čvrstoće osnovnog čelika, MPa; Rm2 je standard vlačne čvrstoće materijala obloženog titanom

Donja granična vrijednost, MPa. Istezanje nakon loma A kompozitne ploče titan/čelik ne smije biti manje od nižeg istezanja nakon loma navedenog u standardu za čelični osnovni materijal ili materijal obložen titanom. Međusklopna čvrstoća na smicanje klase 0 kompozitne ploče titan/čelik je veća veća od ili jednaka 196 MPa, a čvrstoća na smicanje međusklopa kompozitne ploče od titan/čelik klase 1 i klase 2 mora biti veća ili jednaka 140 MPa. Trenutačno, čvrstoća na smicanje međusklopa kompozitne ploče od titana i čelika bez dodavanja metala prijelaznog sloja može doseći 200~250 MPa, a čvrstoća na smicanje međusklopa prevlake od legure titana znatno je viša nego kod prevlake od čistog titana; Smična čvrstoća međupovršine kompozitne ploče titan/čelik pripremljene dodavanjem metala prijelaznog sloja i strogo kontroliranim procesnim parametrima može biti čak 500 MPa.

Budući da se sposobnost plastične deformacije i koeficijent toplinske ekspanzije titana i čelika uvelike razlikuju, teško je spojiti titan i čelik. Trenutačno glavne metode pripreme kompozitnih ploča titan/čelik uključuju eksplozivno lijepljenje, eksplozivno kotrljanje, difuzijsko lijepljenje i lijepljenje vrućim valjanjem.

2.1 Eksplozivna kompozitna metoda

Eksplozivno-kompozitna metoda je vrsta metode pripreme metalnih kompozitnih ploča, koja koristi eksplozive kao izvor energije i koristi udarnu silu koju stvara eksplozija kako bi se dva ili više slojeva metalnih ploča nasilno sudarila, plastična deformacija, taljenje i međuatomski difuziju i ostvariti čvrsto spajanje sučelja. Postoje dvije metode sastavljanja eksplozivnog kompozita: paralelna metoda i kutna metoda.

Metoda je primjenjiva na metalne kompozitne ploče velike površine, a kutna metoda primjenjiva je na eksplozive velike brzine detonacije i metalne kompozitne ploče male površine. Njegov sklop prikazan je na slici 1.

2.2 EKSPLOZIJA - METODA KOTRLJANJA

Metoda kompozita s eksplozivnim valjanjem je vrsta metode pripreme za dobivanje metalne kompozitne ploče hladnim valjanjem ili vrućim valjanjem nakon eksplozivnog kompozita metalne ploče koja će biti kompozit. Opći tijek procesa kompozitne metode eksplozije - valjanja je: priprema metalne ploče → površina obrada → eksplozivni kompozit → posteksplozijska toplinska obrada → toplo valjanje → hladno valjanje → izravnavanje Zbog eksplozije titana.

Otvrdnjavanje sučelja ploče obložene čelikom utjecat će na naknadni učinak kotrljanja, tako da je potrebno eliminirati otvrdnjavanje sučelja toplinskom obradom nakon eksplozije; Tijekom toplinske obrade, temperaturu treba kontrolirati ispod 850 stupnjeva kako bi se izbjeglo stvaranje Fe2Ti i FeTi na međufazi. Snaga međupovršinskog povezivanja kompozitne ploče titan/čelik povećava se s povećanjem redukcije kotrljanja. To je zato što s povećanjem stope redukcije kotrljanja , valovito sučelje kompozitne ploče titan/čelik formirano eksplozijom postupno postaje ravno, a intermetalni spoj na sučelju je razbijen u diskontinuiranu distribuciju, što je pogodno za poboljšanje čvrstoće veze sučelja Wang Jingzhong et al. prvo spojena ploča od titana i prijelazni sloj od čistog željeza DT4 metodom eksplozivnog kompozita, a zatim spojena čelična ploča Ti/DT4 i Q235 kompozitnom metodom vrućeg valjanja za pripremu kompozitne ploče Ti/DT4/Q235; Proučavao se utjecaj postupka pripreme na međufaznu čvrstoću lijepljenja. Utvrđeno je da je međupovršinskih intermetalnih spojeva bilo najmanje kada je temperatura vrućeg valjanja bila 830~880 stupnjeva, a temperatura žarenja bila 550~650 stupnjeva, a čvrstoća međupovršinskog vezivanja dosegla je 250 MPa.

Kvaliteta povezivanja sučelja kao važan pokazatelj učinkovitosti kompozitne ploče titan/čelik uvijek je bila u središtu pažnje. Metoda površinske obrade, temperatura vrućeg valjanja, metal prijelaznog sloja i postupak toplinske obrade kao ključni čimbenici procesa koji utječu na kvalitetu lijepljenja sučelja također su bili fokus istraživanja u ovom području.