Metode pripremekompozitne ploče od titan čelikauglavnom uključuje metodu eksplozije, metodu eksplozije+valjanja, metodu valjanja i difuzijsku metodu. Metoda difuzije za pripremu kompozitnih ploča od titanovog čelika ima dulje vrijeme kompozitiranja i nedovoljnu međufaznu čvrstoću, što je čini neprikladnom za industrijsku proizvodnju. Domaća proizvodnja uglavnom usvaja metodu eksplozije, koja ima jednostavan proces, zrelu tehnologiju i visoku čvrstoću kompozitnog sučelja proizvoda. Međutim, ima nedostatke visokog zagađenja okoliša bukom i ograničene veličine pripreme. Većina stranih zemalja koristi metodu valjanja za proizvodnju kompozitnih ploča od titanijskog čelika, koje ne samo da imaju specifikacije širine i veličine ploča koje se mogu kontrolirati, već također imaju stabilne i čiste performanse kompozitnog sučelja, učinkovito izbjegavajući gore navedene probleme. U budućnosti će postupno zamijeniti metodu eksplozije kao glavnu metodu za pripremu kompozitnih ploča od titanijskog čelika.
Priprema kompozitnih ploča metodom valjanja može se podijeliti na izravnu metodu valjanja i metodu vakuumskog valjanja. Kada se koristi metoda izravnog valjanja za pripremu kompozitnih ploča od titanovog čelika, tlak između površina kompozitnog metala obično je iznad 105 Pa. U to će vrijeme titanski kompozitni materijal neizbježno proći kroz snažnu reakciju s kisikom, što ometa metalurško spajanje na međupovršini i dovodi do kvara kompozita. Stoga se mora koristiti metoda vakuumskog valjanja [10]. U stvarnoj proizvodnji, kompozitne gredice od titanijskog čelika često se pripremaju simetričnim sastavljanjem gredica i vakuumskim pumpanjem rezerviranih pora na zavarenim šavovima trupaca, a zatim se podvrgavaju zagrijavanju i valjanju. Odabir stupnja vakuuma ključ je za osiguravanje čistoće površine titanskog čelika koji će biti kompozitni metal tijekom procesa zagrijavanja i valjanja. Kada je vakuum previsok, ima više zaostalog zraka u kompozitnoj gredici, što onečišćuje kompozitno sučelje; Kada je vakuum prenizak, brzina vakuumske ekstrakcije je spora, što utječe na učinkovitost proizvodnje. Trenutačno je većina istraživanja usmjerena na proces vrućeg valjanja kompozitnih ploča od titanovog čelika, s malo pozornosti posvećene učinku stupnja vakuuma na mikrostrukturu i svojstva procesa pripreme valjanih kompozitnih ploča od titanijskog čelika. Stoga ovaj članak analizira mikrostrukturu sučelja i oksidacijsko ponašanje valjanih kompozitnih ploča od titanijskog čelika pod različitim stupnjevima vakuuma, u kombinaciji s mikrotvrdoćom i posmičnom čvrstoćom, kako bi se osigurao razuman stupanj vakuuma za pripremu kompozitnih gredica od titanijskog čelika, što ima važno vodeće značenje za industrijsku proizvodnja kompozitnih ploča od titan čelika metodama valjanja.
Kao osnovni metal koristi se čelik Q345R, a kao kompozitni materijal TA2 industrijski čisti titan. Njegov specifični kemijski sastav prikazan je u tablici 1
Priprema čeličnih kompozitnih ploča od titana u ovom eksperimentu uključuje sljedeće procese: pripremu gredica, površinsku obradu, premazivanje izolacijskim sredstvom, brtvljenje gredica i zavarivanje te zagrijavanje i valjanje. Prerađen u supstrat Q345R dimenzija 180 mm × 130 mm × 40 mm i kompozitni TA2 dimenzija 180 mm × 130 mm × 10 mm rezanjem žice; Polirajte površinu kompozitnog metala dok se svježi metal potpuno ne otkrije, a zatim ga obrišite alkoholom kako biste uklonili površinske mrlje od ulja, oksidaciju i druge nečistoće; Prije montaže potrebno je ravnomjerno premazati površinu između titan kompozitnih materijala sredstvom za odvajanje; Pri sastavljanju gredice koristi se metoda utora, a to je da se gredica sastavlja u simetričnom obliku tako da se vanjska podloga obloži čelikom, a unutarnji sloj kompozitnim titanom; Korištenje ručnog elektrolučnog zavarivanja za brtvljenje i zavarivanje oko podloge, ostavljajući razmak za vakuumsku ekstrakciju, kako bi se formirala kompozitna gredica od titanijskog čelika. Pripremite tri kompleta kompozitnih trupaca od titanijskog čelika iste veličine i pomoću vakuumske molekularne pumpe izvucite vakuum iz unutrašnjosti kompozitnih trupaca, tako da stupnjevi vakuuma unutar trupaca budu 1, 0,1 i 0,01 Pa, redom, i zabilježite ih kao uzorke 1 #, 2 #, odnosno 3 #. Stavite sastavljenu kompozitnu gredicu od titan čelika u peć za grijanje i zagrijte je na temperaturi od 930 stupnjeva.
Nakon 2 sata izolacije, izvodi se valjanje s ukupnom stopom redukcije od 80% i brzinom valjanja od 0,3 m/s. Nakon valjanja hladi se zrakom na sobnu temperaturu. Metalografski uzorci uzeti su i polirani s površine kompozita i mjesta vezivanja sloja kompozita titana na čeličnoj kompozitnoj ploči od titana. Korozija je provedena 4%-tnom otopinom alkohola dušične kiseline, a mikrostruktura uzorka promatrana je i analizirana EDS energetskim spektrom pomoću skenirajućeg elektronskog mikroskopa. Analiza tvrdoće provedena je na različitim pozicijama uzorka pomoću uređaja za mjerenje tvrdoće po Vickersu, a mehanička svojstva kompozitne ploče od titan čelika ispitana su pomoću univerzalnog vlačnog stroja.
