Le modalità di preparazione delpiastre composite in acciaio al titanioincludono principalmente il metodo di esplosione, il metodo di esplosione+laminazione, il metodo di laminazione e il metodo di diffusione. Il metodo di diffusione per la preparazione di piastre composite in acciaio al titanio ha un tempo composito più lungo e una resistenza interfacciale insufficiente, il che lo rende inadatto alla produzione industriale. La produzione nazionale adotta principalmente il metodo dell'esplosione, che ha un processo semplice, una tecnologia matura e un'elevata resistenza dell'interfaccia composita del prodotto. Presenta però gli svantaggi di un elevato inquinamento acustico per l’ambiente e di dimensioni limitate della preparazione. La maggior parte dei paesi stranieri utilizza il metodo di laminazione per produrre piastre composite in acciaio al titanio, che non solo ha specifiche di larghezza e dimensione della piastra controllabili, ma ha anche prestazioni di interfaccia composita stabili e pure, evitando efficacemente i problemi sopra menzionati. In futuro, sostituirà gradualmente il metodo dell’esplosione come metodo principale per la preparazione di piastre composite in acciaio al titanio.
La preparazione delle piastre composite mediante il metodo di laminazione può essere suddivisa in metodo di laminazione diretta e metodo di laminazione sotto vuoto. Quando si utilizza il metodo di laminazione diretta per preparare piastre composite di acciaio al titanio, la pressione tra le superfici del metallo composito è solitamente superiore a 105Pa. In questo momento, il materiale composito in titanio subirà inevitabilmente una forte reazione con l'ossigeno, che ostacola il legame metallurgico all'interfaccia e porta al cedimento del composito. Pertanto, è necessario utilizzare il metodo di laminazione sotto vuoto [10]. Nella produzione effettiva, le billette composite di acciaio al titanio vengono spesso preparate assemblando simmetricamente le billette e pompando a vuoto i pori riservati sui cordoni di saldatura delle billette, quindi sottoposte a riscaldamento e laminazione. La selezione del grado di vuoto è la chiave per garantire la pulizia della superficie dell'acciaio al titanio che sarà il metallo composito durante il processo di riscaldamento e laminazione. Quando il vuoto è troppo elevato, nella billetta composita è presente più aria residua, che inquina l'interfaccia composita; Quando il vuoto è troppo basso, la velocità di estrazione del vuoto è lenta, il che influisce sull'efficienza della produzione. Attualmente, la maggior parte della ricerca si concentra sul processo di laminazione a caldo delle piastre composite di acciaio al titanio, con poca attenzione prestata all’effetto del grado di vuoto sulla microstruttura e sulle proprietà del processo di preparazione delle piastre composite di acciaio al titanio laminato. Pertanto, questo articolo analizza la microstruttura dell'interfaccia e il comportamento all'ossidazione delle piastre composite di acciaio al titanio laminato sotto diversi gradi di vuoto, combinati con microdurezza e resistenza al taglio, per fornire un grado di vuoto ragionevole per la preparazione di billette composite di acciaio al titanio, che ha un importante significato guida per il settore industriale. produzione di piastre composite in acciaio al titanio mediante metodi di laminazione.
Come metallo di base viene utilizzato l'acciaio Q345R e come materiale composito viene utilizzato il titanio puro industriale TA2. La sua composizione chimica specifica è mostrata nella Tabella 1
La preparazione delle piastre composite di acciaio al titanio in questo esperimento comprende i seguenti processi: preparazione della billetta, trattamento superficiale, rivestimento con agente isolante, sigillatura e saldatura della billetta, riscaldamento e laminazione. Trasformato nel substrato Q345R con dimensioni di 180 mm × 130 mm × 40 mm e composito TA2 con dimensioni di 180 mm × 130 mm × 10 mm utilizzando il taglio a filo; Lucidare la superficie del metallo composito fino a quando il metallo fresco non è completamente esposto, quindi pulirlo con alcool per rimuovere macchie di olio superficiale, ossidazione e altre impurità; Prima del montaggio è necessario rivestire uniformemente la superficie tra i materiali compositi in titanio con un agente distaccante; Quando si assembla la billetta, viene utilizzato il metodo della scanalatura, che consiste nell'assemblare la billetta in una forma simmetrica coprendo il substrato esterno con acciaio e lo strato interno con titanio composito; Utilizzando la saldatura ad arco manuale per sigillare e saldare attorno al substrato, lasciando uno spazio per l'estrazione del vuoto, per formare una billetta composita di acciaio al titanio. Preparare tre set di billette composite di acciaio al titanio con la stessa dimensione e utilizzare una pompa molecolare a vuoto per estrarre il vuoto dall'interno delle billette composite, in modo che i gradi di vuoto all'interno delle billette siano rispettivamente 1, 0,1 e 0,01 Pa e registrarli rispettivamente come campioni 1 #, 2 # e 3 #. Posizionare la billetta composita in acciaio al titanio assemblata in un forno di riscaldamento e riscaldarla a una temperatura di 930 gradi.
Dopo 2 ore di isolamento, la laminazione viene eseguita con un tasso di riduzione totale dell'80% e una velocità di laminazione di 0,3 m/s. Dopo la laminazione viene raffreddato ad aria a temperatura ambiente. Sono stati prelevati e lucidati campioni metallografici dall'interfaccia composita e dalla posizione di incollaggio dello strato composito di titanio sulla piastra composita di acciaio e titanio. La corrosione è stata effettuata utilizzando una soluzione alcolica di acido nitrico al 4% e la microstruttura del campione è stata osservata e analizzata mediante spettro energetico EDS utilizzando un microscopio elettronico a scansione. L'analisi della durezza è stata eseguita in diverse posizioni del campione utilizzando un durometro Vickers e le proprietà meccaniche della piastra composita in acciaio al titanio sono state testate utilizzando una macchina di trazione universale.
