Valmistusmenetelmättitaaniteräskomposiittilevytsisältävät pääasiassa räjähdysmenetelmän, räjähdys + valssausmenetelmän, valssausmenetelmän ja diffuusiomenetelmän. Diffuusiomenetelmällä titaaniteräskomposiittilevyjen valmistukseen on pidempi komposiittiaika ja riittämätön rajapinnan lujuus, joten se ei sovellu teolliseen tuotantoon. Kotimainen tuotanto käyttää pääasiassa räjähdysmenetelmää, jolla on yksinkertainen prosessi, kypsä tekniikka ja tuotteen korkea komposiittirajapinnan vahvuus. Sillä on kuitenkin haittoja, jotka liittyvät korkeaan ympäristöön kohdistuvaan melusaasteeseen ja valmisteen rajalliseen kokoon. Useimmat ulkomaat käyttävät valssausmenetelmää titaaniteräskomposiittilevyjen valmistukseen, joilla ei ole vain säädettävät levyn leveys- ja kokovaatimukset, vaan myös vakaa ja puhdas komposiittirajapinnan suorituskyky, mikä välttää tehokkaasti edellä mainitut ongelmat. Tulevaisuudessa se korvaa vähitellen räjähdysmenetelmän titaaniteräskomposiittilevyjen valmistuksen päämenetelmänä.
Komposiittilevyjen valmistus valssausmenetelmällä voidaan jakaa suoravalssausmenetelmään ja tyhjiövalssausmenetelmään. Käytettäessä suoravalssausmenetelmää titaaniteräskomposiittilevyjen valmistukseen, komposiittimetallin pintojen välinen paine on yleensä yli 105 Pa. Tällä hetkellä titaanikomposiittimateriaali joutuu väistämättä läpi voimakkaan reaktion hapen kanssa, mikä estää metallurgisen sidoksen rajapinnassa ja johtaa komposiitin rikkoutumiseen. Siksi on käytettävä tyhjiövalssausmenetelmää [10]. Varsinaisessa tuotannossa titaaniteräskomposiittiaihiot valmistetaan usein kokoamalla aihiot symmetrisesti ja tyhjiöpumppaamalla aihioiden hitsaussaumoihin varatut huokoset, minkä jälkeen ne kuumennetaan ja rullataan. Tyhjiöasteen valinta on avaintekijä komposiittimetallina olevan titaaniteräksen pinnan puhtauden varmistamiseksi kuumennus- ja valssausprosessin aikana. Kun tyhjiö on liian korkea, komposiittiaihiossa on enemmän jäännösilmaa, mikä saastuttaa komposiittirajapinnan; Kun tyhjiö on liian alhainen, tyhjiön poistonopeus on hidas, mikä vaikuttaa tuotannon tehokkuuteen. Tällä hetkellä suurin osa tutkimuksesta keskittyy titaaniteräskomposiittilevyjen kuumavalssausprosessiin, ja alipaineasteen vaikutukseen valssattujen titaaniteräskomposiittilevyjen valmistusprosessin mikrorakenteeseen ja ominaisuuksiin ei kiinnitetä juurikaan huomiota. Siksi tässä artikkelissa analysoidaan valssattujen titaaniteräskomposiittilevyjen rajapinnan mikrorakennetta ja hapettumiskäyttäytymistä eri tyhjiöasteilla yhdistettynä mikrokoviin ja leikkauslujuuksiin, jotta saadaan kohtuullinen tyhjiöaste titaaniteräskomposiittiaihioiden valmistukseen, jolla on tärkeä ohjaava merkitys teollisuudelle. titaaniteräskomposiittilevyjen valmistus valssausmenetelmillä.
Perusmetallina käytetään Q345R-terästä ja komposiittimateriaalina TA2-teollista puhdasta titaania. Sen erityinen kemiallinen koostumus on esitetty taulukossa 1
Titaaniteräskomposiittilevyjen valmistus tässä kokeessa sisältää seuraavat prosessit: aihion valmistelu, pintakäsittely, eristysainepinnoitus, aihioiden tiivistys ja hitsaus sekä kuumennus ja valssaus. Käsitelty substraatiksi Q345R, jonka mitat ovat 180 mm × 130 mm × 40 mm, ja komposiittimateriaaliksi TA2, jonka mitat ovat 180 mm × 130 mm × 10 mm lankaleikkauksella; Kiillota komposiittimetallin pintaa, kunnes tuore metalli on kokonaan esillä, ja pyyhi se sitten alkoholilla poistaaksesi pinnan öljytahrat, hapettumisen ja muut epäpuhtaudet; Ennen kokoamista titaanikomposiittimateriaalien välinen pinta on levitettävä tasaisesti irrokeaineella; Aihiota koottaessa käytetään uramenetelmää, jossa aihio kootaan symmetriseen muotoon peittämällä ulompi alusta teräksellä ja sisäkerros komposiittititaanilla; Manuaalisen kaarihitsauksen käyttö substraatin tiivistämiseen ja hitsaamiseen jättäen aukon tyhjiöimua varten titaaniteräskomposiittiaihion muodostamiseksi. Valmista kolme sarjaa samankokoisia titaaniteräskomposiittiaihiota ja käytä tyhjiömolekyylipumppua tyhjiön poistamiseen komposiittiaihioiden sisältä siten, että aihioiden sisällä olevat tyhjiöasteet ovat 1, 0,1 ja 0,01 Pa, ja tallenna ne näytteiksi 1 #, 2 # ja 3 #, vastaavasti. Aseta koottu titaaniteräskomposiittiaihio lämmitysuuniin ja kuumenna se 930 asteen lämpötilaan.
2 tunnin eristyksen jälkeen valssaus suoritetaan kokonaisvähennysnopeudella 80 % ja valssausnopeudella 0,3 m/s. Rullauksen jälkeen se ilmajäähdytetään huoneenlämpötilaan. Metallografiset näytteet otettiin ja kiillotettiin komposiittirajapinnasta ja titaanikomposiittikerroksen sidoskohdasta titaaniteräskomposiittilevyllä. Korroosio suoritettiin 4-prosenttisella typpihappoalkoholiliuoksella ja näytteen mikrorakenne tarkkailtiin ja analysoitiin EDS-energiaspektrillä pyyhkäisyelektronimikroskoopilla. Kovuusanalyysi suoritettiin näytteen eri kohdissa Vickers-kovuusmittarilla ja titaaniteräskomposiittilevyn mekaaniset ominaisuudet testattiin yleisvetokoneella.
