De bereidingswijzen vancomposietplaten van titaniumstaalomvatten voornamelijk explosiemethode, explosie + walsmethode, walsmethode en diffusiemethode. De diffusiemethode voor het vervaardigen van composietplaten van titaniumstaal heeft een langere composiettijd en onvoldoende grensvlaksterkte, waardoor deze ongeschikt is voor industriële productie. De binnenlandse productie maakt voornamelijk gebruik van de explosiemethode, die een eenvoudig proces, volwassen technologie en een hoge composietinterfacesterkte van het product heeft. Het heeft echter de nadelen van hoge geluidsoverlast voor het milieu en een beperkte voorbereidingsomvang. De meeste buitenlandse landen gebruiken de walsmethode om composietplaten van titaniumstaal te produceren, die niet alleen regelbare plaatbreedte- en maatspecificaties hebben, maar ook stabiele en pure composietinterfaceprestaties hebben, waardoor de bovengenoemde problemen effectief worden vermeden. In de toekomst zal het geleidelijk de explosiemethode vervangen als de reguliere methode voor het vervaardigen van titaniumstaalcomposietplaten.
De voorbereiding van composietplaten door middel van walsmethode kan worden onderverdeeld in directe walsmethode en vacuümwalsmethode. Bij gebruik van de directe walsmethode om composietplaten van titaniumstaal te vervaardigen, is de druk tussen de oppervlakken van het composietmetaal gewoonlijk hoger dan 105 Pa. Op dit moment zal het titaniumcomposietmateriaal onvermijdelijk een sterke reactie met zuurstof ondergaan, wat de metallurgische binding aan het grensvlak belemmert en tot composietfalen leidt. Daarom moet de vacuümwalsmethode worden gebruikt [10]. Bij de daadwerkelijke productie worden knuppels van titaniumstaalcomposiet vaak vervaardigd door de knuppels symmetrisch te assembleren en de gereserveerde poriën bij de lasnaden van de knuppels vacuüm te pompen, en vervolgens te onderwerpen aan verwarming en walsen. De selectie van de vacuümgraad is de sleutel tot het garanderen van de netheid van het oppervlak van het titaniumstaal dat als composietmetaal wordt gebruikt tijdens het verwarmings- en walsproces. Wanneer het vacuüm te hoog is, zit er meer restlucht in de composietstaaf, waardoor het composietgrensvlak vervuilt; Wanneer het vacuüm te laag is, is de vacuümextractiesnelheid laag, wat de productie-efficiëntie beïnvloedt. Momenteel is het meeste onderzoek gericht op het warmwalsproces van composietplaten van titaniumstaal, waarbij weinig aandacht wordt besteed aan het effect van de vacuümgraad op de microstructuur en eigenschappen van het bereidingsproces van gewalste composietplaten van titaniumstaal. Daarom analyseert dit artikel de interface-microstructuur en het oxidatiegedrag van gewalste titaniumstaalcomposietplaten onder verschillende vacuümgraden, gecombineerd met microhardheid en schuifsterkte, om een redelijke vacuümgraad te bieden voor het vervaardigen van titaniumstaalcomposietblokken, wat een belangrijke leidende betekenis heeft voor de industriële productie. productie van titaniumstaalcomposietplaten met behulp van walsmethoden.
Q345R-staal wordt gebruikt als basismetaal en TA2 industrieel puur titanium wordt gebruikt als composietmateriaal. De specifieke chemische samenstelling ervan wordt weergegeven in Tabel 1
De vervaardiging van composietplaten van titaniumstaal in dit experiment omvat de volgende processen: voorbereiding van de knuppels, oppervlaktebehandeling, coating van isolatiemiddelen, afdichting en lassen van knuppels, en verwarmen en walsen. Verwerkt tot substraat Q345R met afmetingen van 180 mm × 130 mm × 40 mm en composiet TA2 met afmetingen van 180 mm × 130 mm × 10 mm met behulp van draadsnijden; Polijst het oppervlak van het composietmetaal totdat het verse metaal volledig zichtbaar is en veeg het vervolgens af met alcohol om olievlekken, oxidatie en andere onzuiverheden op het oppervlak te verwijderen; Vóór de montage is het noodzakelijk om het oppervlak tussen de titaniumcomposietmaterialen gelijkmatig te bedekken met een losmiddel; Bij het assembleren van de knuppel wordt de groefmethode gebruikt, namelijk het assembleren van de knuppel in een symmetrische vorm door het buitenste substraat te bedekken met staal en de binnenste laag met composiet titanium; Met behulp van handmatig booglassen wordt het substraat afgedicht en gelast, waarbij een opening overblijft voor vacuümextractie, om een knuppel van titaniumstaalcomposiet te vormen. Bereid drie sets titaniumstaalcomposietstaven van dezelfde grootte voor en gebruik een moleculaire vacuümpomp om het vacuüm uit de binnenkant van de composietstaven te extraheren, zodat de vacuümgraden in de knuppels respectievelijk 1, 0,1 en 0,01 Pa zijn, en neem ze op als respectievelijk samples 1 #, 2 # en 3 #. Plaats de geassembleerde staaf van titaniumstaalcomposiet in een verwarmingsoven en verwarm deze op een temperatuur van 930 graden.
Na 2 uur isolatie wordt het walsen uitgevoerd met een totale reductiesnelheid van 80% en een walssnelheid van 0,3 m/s. Na het walsen wordt het luchtgekoeld tot kamertemperatuur. Er werden metallografische monsters genomen en gepolijst van het composietgrensvlak en de bindingspositie van de titaniumcomposietlaag op de titaniumstaalcomposietplaat. Corrosie werd uitgevoerd met behulp van een 4% salpeterzuuralcoholoplossing en de microstructuur van het monster werd waargenomen en geanalyseerd met behulp van het EDS-energiespectrum met behulp van een scanning-elektronenmicroscoop. Hardheidsanalyse werd uitgevoerd op verschillende posities van het monster met behulp van een Vickers-hardheidsmeter, en de mechanische eigenschappen van de titaniumstaalcomposietplaat werden getest met behulp van een universele trekmachine.
