Kompozitne ploče titan/čelik ne samo da imaju izvrsnu otpornost na koroziju kao titan, već također imaju visoku čvrstoću i dobru toplinsku vodljivost čelika, dok smanjuju upotrebu plemenitog metala titana i smanjuju troškove proizvodnje. Naširoko se koriste u područjima kao što su petrokemija, energetska oprema, oprema za proizvodnju soli i pomorsko inženjerstvo. Trenutno glavne metode za industrijsku proizvodnju kompozitnih ploča od titanijskog čelika uključuju eksplozivnu kompozitnu metodu, kompozitnu metodu eksplozivnog valjanja i kompozitnu metodu vrućeg valjanja. U usporedbi s drugim metodama pripreme, kompozitna ploča od titanijskog čelika pripremljena kompozitnom metodom vrućeg valjanja ima prednosti dobre kvalitete proizvoda, visoke proizvodne učinkovitosti i bez zagađenja okoliša. Ima značajne prednosti u proizvodnji kompozitnih ploča velike površine i široke širine, te postupno zamjenjuje druge metode pripreme u industrijskoj proizvodnji. Međutim, kada se pripremaju ploče od kompozita titan/čelik korištenjem kompozitne metode vrućeg valjanja, kako bi se izbjegla oksidacija kompozitne površine u uvjetima visoke temperature, potrebno je koristiti metodu vakuumskog pumpanja ili vakuumsku metodu zavarivanja elektronskim snopom za pripremu trupaca kako bi se osiguralo da kompozitno sučelje je u stanju vakuuma. Međutim, proizvodnja gredica pod vakuumom može imati nedostatke zavarivanja koji mogu dovesti do kvara vakuuma, što rezultira smanjenjem stope kvalifikacije proizvodnje kompozitnih ploča. Štoviše, složen proizvodni proces i visoki troškovi opreme ograničavaju promicanje i primjenu metode valjanja za proizvodnju kompozitnih ploča. Osim toga, na visokim temperaturama lako se stvaraju krhki spojevi kao što su TiC, FeTi i Fe2Ti na međupovršini izravno vruće valjanih kompozitnih ploča od titana/čelika, što dovodi do smanjenja smičnih svojstava kompozitnih ploča. Štoviše, s povećanjem temperature zagrijavanja, tipovi i debljina spojeva koji se stvaraju na kompozitnoj površini značajno se povećavaju. Nakon proučavanja utjecaja temperature valjanja na čvrstoću kompozita titan/čelik kompozitnih ploča
Rezultati pokazuju da pri temperaturi valjanja od 850~1050 stupnjeva, kako se temperatura valjanja povećava, broj spojeva stvorenih na kompozitnoj površini raste, a čvrstoća na smicanje pokazuje značajan pad. Yu Wei i sur. [20] proveli su eksperimente s kotrljanjem kompozita industrijskog čistog titana TA1 i Q345 u rasponu od 840~930 stupnjeva. Studija je otkrila da je kompozitna ploča valjana na 870 stupnjeva imala bolje performanse. S povećanjem temperature zagrijavanja, bočna struktura titana je prošla faznu transformaciju, a više intermetalnih spojeva je generirano na sučelju, smanjujući čvrstoću na smicanje sučelja.
Kako bi se suzbilo stvaranje intermetalnih spojeva na kompozitnoj granici titan/čelik tijekom vrućeg valjanja, obično se dodaje odgovarajući metalni sloj između titana i čelika kao međusloj za poboljšanje koordiniranih uvjeta deformacije i difuzije sučelja. Na primjer, SABOK TAKIN RM et al. [21] proveli su eksperimente s toplovaljanim kompozitom titan/čelik koristeći Cu kao međusloj na različitim temperaturama, što je potisnulo stvaranje TiC i Fe Ti intermetalnih spojeva, a na kompozitnoj granici između ugljičnog čelika i bakra nije nastao nikakav reakcijski sloj. Međutim, različiti Ti Cu intermetalni spojevi generirani su na kompozitnoj granici između bakra i titana, smanjujući čvrstoću na smicanje kompozitne ploče.
Kompozitna ploča titan/čelik pripremljena je vrućim valjanjem čistog željeza DT4 kao međusloja. Na temperaturi zagrijavanja od 850 stupnjeva, kompozitna ploča postigla je maksimalnu čvrstoću na smicanje od 237 6 MPa; Kako se temperatura zagrijavanja povećava na 950 stupnjeva, na sučelju kompozita stvara se debeli krti sloj, što rezultira značajnim smanjenjem čvrstoće lijepljenja kompozitne ploče. CHAI XY i sur. učinkovito spriječio stvaranje krhkih faza na kompozitnoj površini dodavanjem dva različita međusloja, Nb i Mo. Smična čvrstoća kompozitne ploče povećala se za 65 odnosno 20 MPa, u usporedbi s nedodavanjem međusloja. LI BX i sur. [24] pripremili su kompozitne ploče od titanijskog čelika vrućim valjanjem IF čelika, V i IF čelika+V kao međuslojeva. Studija je otkrila da nije otkrivena lomljiva faza na kompozitnom međusloju kada je IF čelik+V korišten kao međusloj, a posmična čvrstoća bila je viša od čvrstoće jednog materijala kao međusloja, dosegnuvši 241 na 900 stupnjeva i smanjenju stopa od 93% Pri 8 MPa, kako se temperatura zagrijavanja povećava, debljina σ faze na granici V/IF čelika se povećava, ozbiljno slabeći čvrstoću na smicanje kompozitne ploče.
Iz gornjeg istraživanja može se vidjeti da će pod uvjetima viših temperatura, toplo valjane kompozitne ploče titan/čelik stvarati krte faze bez obzira na to je li dodan međusloj kompozitnog međusklopa, što dovodi do smanjenja kvalitete lijepljenja kompozitne ploče . Kako bi se izbjeglo stvaranje krhkih spojeva tijekom visokotemperaturnih procesa valjanja i hlađenja, Bai Yuliang je predložio shemu valjanja kompozitnih ploča od titana i čelika korištenjem visokofrekventnog elektromagnetskog indukcijskog zagrijavanja i hladno vruće metode u dva koraka. Korištenjem velike brzine zagrijavanja elektromagnetske indukcije, vrijeme zagrijavanja se skraćuje i kontrolira se taloženje intermetalnih spojeva na međupovršini. GUO XW i sur. [26] proveli su pokuse vrućeg valjanja na kompozitnim pločama TC4/304 pomoću metode potpomognute električnim impulsom pri različitim temperaturama i brzinama redukcije. Studija je pokazala da upotreba valjanja potpomognutog električnim impulsima može učinkovito pospješiti metalurško spajanje metala. Kompozitne ploče visoke kvalitete TC4/304 uspješno su pripremljene u postupcima valjanja s nižim temperaturama i manjim stupnjevima redukcije, s maksimalnom čvrstoćom na smicanje od 286 MPa. Kao odgovor na probleme u pripremi kompozitnih ploča titan/čelik kompozitnom metodom vrućeg valjanja, ovaj rad predlaže korištenje čistog željeza kao međusloja, korištenje dobre fluidnosti čistog željeza za poboljšanje uvjeta deformacije matrice međusklopa i pripremu visokoučinkovite kompozitne ploče titan/čelik jednostavnim slaganjem asimetričnih trupaca pod zaštitom od inertnog plina i korištenjem elektromagnetskog indukcijskog grijanja na nižim temperaturama. Ova metoda ne samo da pojednostavljuje proizvodni proces, već također izbjegava stvaranje krhkih spojeva na kompozitnoj površini korištenjem karakteristika kratke brzine zagrijavanja i niske temperature elektromagnetske indukcije. Ovaj članak namjerava proučavati mikrostrukturu i svojstva međusklopa kompozitnih ploča titan/čelik pripremljenih indukcijskim zagrijavanjem i valjanjem s različitim debljinama DT4 kao međuslojeva.
