亚洲国产综合无码一区-撕开奶罩揉吮奶头高潮av-538在线精品-脱了美女内裤猛烈进入

收藏本站|網(wǎng)站地圖   寶雞騰宇鈦業(yè)有限公司官網(wǎng)!
鈦換熱器.鈦鎳儲罐中國鈦谷鈦設(shè)備制造供應(yīng)商
全國服務(wù)熱線

13991576236 13891782843

微信客服 微信客服

首頁 >> 新聞資訊 >> 公司動態(tài)

組坯方式及軋制工藝對鈦/鋼復(fù)合板組織和性能的影響

發(fā)布時間:2024-08-22 17:25:21 瀏覽次數(shù) :

鈦及鈦合金因具有高比強(qiáng)度和耐腐蝕等優(yōu)異性能使其在海洋工程、石油化工和火電生產(chǎn)等多種嚴(yán)苛服役環(huán)境呈現(xiàn)明顯優(yōu)勢;低合金鋼具有良好的強(qiáng)韌性和較低的價格,廣泛應(yīng)用于各類工業(yè)領(lǐng)域[1]。但是,鈦金屬價格昂貴,限制了其廣泛應(yīng)用;低合金鋼較差的耐蝕性能給結(jié)構(gòu)設(shè)備帶來了安全隱患。通過異種金屬的性能“互補(bǔ)效應(yīng)”[2],鈦/鋼復(fù)合板實現(xiàn)了耐腐蝕、高強(qiáng)度和低成本有效結(jié)合,具備更廣泛的應(yīng)用前景。

隨著鈦/鋼復(fù)合板應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展,以爆炸復(fù)合法和爆炸-軋制復(fù)合法等傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的鈦/鋼復(fù)合板,越來越難以滿足市場對其性能和尺寸規(guī)格等方面提出的更高要求。近年來,國內(nèi)多家科研院所就鈦/鋼復(fù)合板的生產(chǎn)方法開展了相關(guān)探索和研究,包括真空軋制復(fù)合法[3,4],冷-熱軋復(fù)合法[5]、冷噴涂-軋制復(fù)合法[6]和波-平軋制復(fù)合法[7,8]等,力求充分發(fā)揮軋制過程所具有的高生產(chǎn)效率、環(huán)境友好、低能耗等優(yōu)點,實現(xiàn)更理想的界面結(jié)合性能。然而,受目前技術(shù)裝備條件的限制,基于真空焊接制坯的軋制復(fù)合法更具備實現(xiàn)寬板幅、薄復(fù)層和高界面結(jié)合性能鈦/鋼復(fù)合板的工業(yè)化生產(chǎn)。因此,對于國內(nèi)鋼鐵企業(yè)而言,開展真空軋制鈦/鋼復(fù)合板工藝及理論研究具有更加迫切的現(xiàn)實意義。

大量文獻(xiàn)認(rèn)為壓下率是復(fù)合板制備工藝中的關(guān)鍵參數(shù),軋制壓下率通過影響界面化合物尺寸和分布狀態(tài),從而影響界面結(jié)合性能[9,10]。劇烈的塑性變形促使接觸表面產(chǎn)生點缺陷,形成空位,異質(zhì)原子通過空位實現(xiàn)跨界面擴(kuò)散,從而使界面形成良好的冶金結(jié)合。Li等[11]通過單道次軋制進(jìn)行了不同壓下率工藝參數(shù)的研究發(fā)現(xiàn),壓下率增加促使連續(xù)的吸附氧化層破裂和分散。然而,先前的研究表明,鈦/鋼復(fù)合板在加熱時,其接觸區(qū)和非接觸區(qū)之間的元素擴(kuò)散和產(chǎn)物呈現(xiàn)出不同的狀態(tài),這將導(dǎo)致軋后的界面產(chǎn)物來源于加熱和軋制兩個階段[12]。因此,理解接觸區(qū)和非接觸區(qū)在不同壓下率界面組織的演變規(guī)律對優(yōu)化復(fù)合板表面加工及加熱工藝至關(guān)重要。此外,由于鈦與鋼之間的物理和化學(xué)性質(zhì)存在巨大差異,鈦/鋼復(fù)合界面通常會產(chǎn)生TiC、FeTi和Fe2Ti等多種脆性金屬間化合物,其中,溫度參數(shù)對界面化合物的產(chǎn)生起決定性作用。根據(jù)擴(kuò)散定律,溫度越高,界面的互擴(kuò)散反應(yīng)越劇烈,由此生成的新相的厚度越大[13-15]。近年來,熱軋溫度參數(shù)在制備鈦/鋼復(fù)合板時得到廣泛關(guān)注[4,7,16-21]。研究人員在設(shè)計實驗溫度參數(shù)時主要集中在800~950℃之間,并在850~900℃范圍內(nèi),各自實驗條件下的界面剪切強(qiáng)度達(dá)到最高值。但是,由于實驗條件、成分體系和軋制壓下率等其它方面的影響,目前的研究中并未就鈦/鋼復(fù)合板的最優(yōu)加熱溫度達(dá)成一致。鈦/鋼直接軋制復(fù)合板的研究中,界面產(chǎn)生薄且均勻的擴(kuò)散層有利于獲得較高的界面剪切強(qiáng)度,而較厚的反應(yīng)擴(kuò)散層會使界面脆化[21,22]。因此,降低加熱溫度是減緩各元素互擴(kuò)散和反應(yīng)程度的最有效方法。同時,考慮到熱軋復(fù)合過程中對基材性能調(diào)控和降低軋制載荷的現(xiàn)實要求,則需盡量提高加熱溫度。如此矛盾的客觀條件必然導(dǎo)致鈦/鋼復(fù)合板的加熱溫度窗口較小。因此,針對加熱溫度參數(shù)作進(jìn)一步研究顯得十分必要。

綜上所述,本文通過設(shè)計間隙軋制和接觸軋制的對比實驗,采用不同的軋制壓下率和軋制溫度,深入分析了其對界面產(chǎn)物、元素擴(kuò)散行為和界面性能的影響規(guī)律,以期通過調(diào)控加熱工藝及表面接觸狀態(tài)提高界面結(jié)合性能的目的。

1、實驗材料及方法

實驗原材料為TA1工業(yè)純鈦板和14Cr1MoR低合金鋼板,其中,14Cr1MoR低合金鋼板的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)為:C0.13、Cr1.31、Mo0.57、Mn0.4、Si0.51、Ni0.1、Fe余量。TA1工業(yè)純鈦板的尺寸為130mm×90mm×10mm,14Cr1MoR鋼板尺寸為160mm×110mm×35mm(2塊)。

鈦/鋼復(fù)合板的真空軋制復(fù)合工藝流程圖如圖1所示。首先,在兩鋼板中心加工出尺寸為130mm×90mm×4.8mm的凹槽,鈦板的一側(cè)加工掉0.5mm,并在四角預(yù)留凸臺。鋼板與鈦板采用精密銑床加工出光滑表面,使用丙酮和酒精去除待復(fù)合表面的油污,并組合成如圖1所示一側(cè)緊密貼合,一側(cè)形成0.5mm間隙的鋼-鈦-鋼組合坯。然后,將組合坯放入THDW-15型真空電子束焊機(jī)內(nèi),當(dāng)真空室內(nèi)達(dá)到5×10-3Pa時進(jìn)行電子束焊接密封。將焊接密封后的組合坯放在加熱爐中以850℃加熱2h,在φ450熱軋機(jī)中以軋制速度為1m/s,軋制總壓下率分別為40%、60%和80%軋制成形,軋后復(fù)合板均以空冷的方式冷卻至室溫。此外,還進(jìn)一步對比研究了900℃加熱、壓下率為80%工藝下復(fù)合板的組織性能。

為了評估鈦鋼復(fù)合板界面的結(jié)合性能,根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T8547-2019(鈦-鋼復(fù)合板)所述要求對復(fù)合界面進(jìn)行拉伸剪切試驗,每組工藝下取3個試樣,拉伸速率為1mm/min。對不同工藝下的界面試樣進(jìn)行研磨并拋光,并使用場發(fā)射電子探針(EPMA,JXA-8530F)的背散射電子(BSE)模式觀察界面的微觀結(jié)構(gòu);利用二次電子(SE)觀察斷口表面的特征;同時,利用EPMA配備的波譜儀(WDS)和能譜儀(EDS)對界面和斷口進(jìn)行成分分析,其中包括界面元素擴(kuò)散分析,斷口形貌的元素分布和化合物成分定量分析等。最后,采用X射線衍射儀(XRD,XPertPro)對剪切斷口進(jìn)行物相成分分析,用于確定界面反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)類型。

t1.jpg

2、結(jié)果與分析

2.1不同壓下率界面組織及元素擴(kuò)散

圖2為在850℃溫度下采用不同軋制壓下率獲得的界面組織形貌。由圖2(a~c)低倍組織形貌圖可知,隨著軋制壓下率的增加,界面由波浪狀逐漸變平直。在軋制力的作用下,鈦和鋼表面逐漸實現(xiàn)緊密接觸,但由于二者變形抗力差異大,在軋制初期出現(xiàn)變形不協(xié)調(diào),導(dǎo)致界面呈現(xiàn)波浪狀,隨著軋制過程進(jìn)行,二者協(xié)調(diào)變形,將波浪界面延展壓平。與文獻(xiàn)[23,24]中相關(guān)研究所述脫碳層和β-Ti層的厚度隨軋制壓下率增大而逐漸減小不同,本研究中采用的坯料尺寸較大,軋制完成后復(fù)合板仍保持較高溫度(終軋溫度大于830℃),在軋制和冷卻過程[25]雙重作用下,導(dǎo)致脫碳層和β-Ti層厚度未呈現(xiàn)明顯差異。

t2.jpg

對比接觸組坯(圖2(d-f))和間隙組坯(圖2(g-f))軋制界面的微觀形貌,在相同的壓下率下,接觸組坯軋制的(α+β)-Ti層厚度較大,且接觸組坯軋制中β-Ti的含量明顯高于間隙組坯。這說明采用間隙軋制抑制了Fe元素的擴(kuò)散,導(dǎo)致形成的β-Ti的含量較少。同時,隨著壓下率增加,兩種軋制方式下的(α+β)-Ti層中β-Ti的含量均逐漸增多,說明隨著軋制過程進(jìn)行,F(xiàn)e元素向純鈦中擴(kuò)散更加充分,發(fā)生完全α→β相變并最終保留至室溫。另一方面,無論何種軋制方式,TiC的分布均隨著壓下率增大逐漸均勻,80%壓下率時均無明顯TiC聚集區(qū)域(紅色箭頭所示)。然而,相比于間隙軋制相對分散TiC聚集區(qū)域(圖2(g,h)),接觸軋制界面TiC聚集區(qū)域(圖2(d,e))更加明顯,這是由于接觸區(qū)域在加熱時預(yù)先產(chǎn)生的TiC與軋制過程中新產(chǎn)生的TiC分布不均引起的。值得注意的是,在850℃加熱溫度下,接觸界面預(yù)先產(chǎn)生的TiC較少,當(dāng)軋制壓下率較高時,預(yù)先產(chǎn)生的TiC將逐漸破碎并均勻分布在界面,此時界面將以新產(chǎn)生的TiC為主。

圖3所示為40%、60%和80%三種壓下率的復(fù)合界面進(jìn)行元素線掃分析。結(jié)果顯示,接觸軋制方式下Fe元素的擴(kuò)散距離(5.13~5.89μm)均大于間隙軋制方式(3.23~4.29μm),進(jìn)一步表明間隙軋制抑制了Fe元素的擴(kuò)散;而Ti元素在鋼中的擴(kuò)散在不同軋制方式下無明顯差異。另外,不同軋制方式下Fe元素的分布狀態(tài)也呈現(xiàn)較大差異:采用接觸軋制時,F(xiàn)e元素形成了均勻的擴(kuò)散平臺,擴(kuò)散平臺的寬度與(α+β)-Ti層的寬度相同;而采用間隙軋制時,F(xiàn)e元素擴(kuò)散呈現(xiàn)波浪狀,與(α+β)-Ti層中α相和β相分布呈現(xiàn)相同的規(guī)律。此外,從圖3中還可以看出間隙軋制下界面C元素的含量高于接觸軋制下界面C元素的含量。由于TiC形成對Fe元素的擴(kuò)散具有抑制作用[20,26],因此間隙軋制下Fe元素的擴(kuò)散距離較小。

t3.jpg

2.2不同壓下率界面剪切性能與斷口形貌

根據(jù)鈦/鋼復(fù)合板力學(xué)性能檢測的要求,對3種不同壓下率下的復(fù)合板進(jìn)行剪切強(qiáng)度測試,并計算出平均剪切強(qiáng)度,結(jié)果如圖4所示。隨著壓下率增加,接觸和間隙組坯軋制后界面剪切強(qiáng)度均呈增大趨勢,80%壓下率下平均剪切強(qiáng)度分別為207MPa和198MPa。在低軋制壓下率條件下,接觸組坯的界面剪切強(qiáng)度高于間隙軋制的剪切強(qiáng)度,當(dāng)壓下率逐漸增大時,兩種方式下界面結(jié)合強(qiáng)度差異逐漸變小。

t4.jpg

圖5為不同工藝條件下的鈦側(cè)剪切斷口形貌和對應(yīng)位置的元素分析。圖5(a)所示為間隙組坯軋制壓下率為40%條件下剪切強(qiáng)度為117MPa時的斷口形貌,斷口表面呈凹凸?fàn)罟饣拇嘈詳嗔烟卣鳌?/p>

t5.jpg

對局部區(qū)域進(jìn)行高倍觀察,發(fā)現(xiàn)斷口表面存在細(xì)小的二次裂紋和點狀撕裂區(qū)。元素分析結(jié)果顯示,光滑斷裂表面含有大量的C元素和少量Fe元素,撕裂區(qū)僅含有Fe元素。這表明斷裂位置主要發(fā)生在界面TiC層,并向鋼基體中擴(kuò)展,從而產(chǎn)生點狀撕裂區(qū)。由于采用間隙組坯軋制,在壓下率較低的情況下,F(xiàn)e元素和Ti元素未能進(jìn)行充分?jǐn)U散,導(dǎo)致界面結(jié)合強(qiáng)度較低。隨著壓下率增加,在60%和80%壓下率條件下,間隙組坯和接觸組坯軋制的斷口表面均呈現(xiàn)肉眼可見撕裂狀。如圖5(b)所示為壓下率為60%條件下剪切強(qiáng)度為172MPa時的斷口形貌,斷口表面呈不均勻滑動斷裂狀,仍屬脆性斷裂特征。根據(jù)元素分布狀態(tài)可知,斷裂發(fā)生于TiC、鋼基體和Ti-Fe擴(kuò)散層。如圖5(c)所示,壓下率達(dá)到80%時,斷口出現(xiàn)大面積撕裂區(qū)域,且撕裂區(qū)含有明顯的剪切韌窩;斷口形貌下方的脆性斷裂區(qū)含有較大二次裂紋和點狀撕裂區(qū)。EDS檢測發(fā)現(xiàn),撕裂A區(qū)域主要含有Ti元素,這表明A區(qū)域斷裂在鈦基體,因此呈現(xiàn)較大的結(jié)合強(qiáng)度(205MPa);脆性斷裂B區(qū)域主要含有Ti、Fe、C和Cr元素,其元素原子分?jǐn)?shù)分別為53.87%、15.65%、30.27%和0.21%,這表明B區(qū)域主要斷裂在界面TiC;撕裂C區(qū)域主要含有Fe(93.51at.%)元素及少量的Ti(3.67at.%)、C(1.65at.%)和Cr(1.17at.%)元素,這表明C區(qū)域斷裂于Ti在鋼基體中的擴(kuò)散區(qū)域。

如上所述,壓下率增加促進(jìn)了界面兩側(cè)元素擴(kuò)散及界面化合物的均勻性,降低復(fù)合界面在受外力載荷時應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂紋,對提高界面剪切強(qiáng)度具有明顯促進(jìn)作用。同時,采用較高壓下率時,間隙組坯和接觸組坯軋制后復(fù)合板的界面組織和性能差異較小,這進(jìn)一步表明較大的累積壓下量可克服間隙位置元素擴(kuò)散的不均勻,降低因接觸表面較大粗糙度導(dǎo)致界面產(chǎn)生不連續(xù)反應(yīng)擴(kuò)散層的機(jī)率,有利于提高界面結(jié)合強(qiáng)度[27]。

2.3溫度對界面組織及性能的影響

圖6為不同軋制溫度下鈦/鋼復(fù)合板界面的微觀形貌。從圖中可以看出,復(fù)合板經(jīng)850℃和900℃加熱軋制后,界面及其兩側(cè)組織呈現(xiàn)出明顯差異。850℃熱軋條件下,鋼側(cè)基體組織呈條帶狀分布,而900℃熱軋條件下以均勻分布的鐵素體和貝氏體為主。隨著熱軋溫度的升高,脫碳層和β-Ti層厚度顯著增加。相對于加熱時界面處形貌[12],經(jīng)850℃熱軋后復(fù)合板界面形成了更明顯的脫碳層和β-Ti層,而經(jīng)900℃熱軋后脫碳層的鐵素體仍為柱狀晶,鈦側(cè)仍為β-Ti+(α+β)-Ti層組織(圖6(e))。值得注意的是,經(jīng)900℃熱軋后的脫碳層和β-Ti+(α+β)-Ti層的厚度由于較大軋制壓下率的影響,比加熱時的厚度顯著減少。對界面組織進(jìn)行高倍觀察,如圖6(c,f)所示,紅色箭頭所示顆粒為TiC,黑色箭頭所示灰色反應(yīng)層與β-Ti層襯度有明顯差異,結(jié)合界面反應(yīng)規(guī)律,灰色反應(yīng)層為FeTi。

t6.jpg

圖7為850℃和900℃軋制后復(fù)合界面的元素分布情況。從圖中可以看C、Fe和Ti元素仍為參與界面擴(kuò)散和反應(yīng)的主要元素,而由于Cr和Mo元素的原子半徑大于Fe原子,且相對含量較少,其向界面和鈦側(cè)擴(kuò)散不明顯。隨著軋制溫度升至900℃,C元素在界面的富集厚度增加,且在鋼側(cè)呈現(xiàn)明顯析出,結(jié)合Ti元素的分布情況,析出相為TiC;Fe元素在鈦側(cè)的分布區(qū)域與BSE形貌中β-Ti相一致,表明Fe元素擴(kuò)散為β-Ti形成的主要原因。與850℃樣品相比,900℃樣品的Fe元素在鈦側(cè)顯示出更長的擴(kuò)散距離,而Ti元素在鋼側(cè)的擴(kuò)散距離較小,這與加熱Ti、Fe元素的擴(kuò)散規(guī)律一致。由此表明,在軋制力作用下,界面Ti、Fe元素的擴(kuò)散規(guī)律主要由其晶體結(jié)構(gòu)控制。需要注意的是,900℃界面出現(xiàn)明顯的C元素分布不均勻現(xiàn)象,其原因有二:一是,加熱及保溫過程中界面優(yōu)先形成了TiC層,由于其塑性較低,在軋制過程將發(fā)生斷裂,斷裂區(qū)域形成新的TiC層,因此其厚度較薄,而優(yōu)先形成的TiC層進(jìn)一步粗化;二是,純鈦在900℃條件下發(fā)生β相變后明顯軟化,促使軋制時界面處鈦與鋼的等效應(yīng)變力差異增大,從而導(dǎo)致界面加熱形成的TiC層變形不均勻。此外,在C聚集含量較高區(qū)域,無明顯的FeTi反應(yīng)層,而C元素含量較低區(qū)域,則出現(xiàn)明顯的FeTi反應(yīng)層,表明界面大量TiC的形成可抑制FeTi化合物的形成。這在Chai等[26]和Yang等[28]對鈦/鋼復(fù)合板界面產(chǎn)物的研究中也發(fā)現(xiàn)有相似的現(xiàn)象。

t7.jpg

不同溫度下的復(fù)合板界面剪切應(yīng)力-位移曲線和剪切試樣宏觀形貌如圖8所示。從圖8(a)中可以看出,兩種溫度下復(fù)合界面呈現(xiàn)不同的斷裂模式,850℃下剪切應(yīng)力-位移曲線分為彈性階段和塑性變形階段,而900℃下的曲線在彈性階段突然發(fā)生斷裂,屬于明顯脆性斷裂特征。圖8(b)所示剪切試樣宏觀形貌也呈現(xiàn)與應(yīng)力-位移曲線相對應(yīng)的特征,850℃下剪切試樣的鈦側(cè)呈現(xiàn)明顯的塑性變形,與加載方向呈現(xiàn)一定的角度,900℃下試樣界面斷口與加載方向一致。Wu等[21]人在研究加熱溫度對熱軋鈦/不銹鋼復(fù)合板性能的影響時發(fā)現(xiàn),斷口與加載方向成一定角度時,將可能與界面結(jié)合強(qiáng)度的差異有關(guān)。界面斷口與加載方向成一定角度的原因是施加在界面上的應(yīng)力超過純鈦的屈服強(qiáng)度,導(dǎo)致鈦基體優(yōu)先發(fā)生塑性變形,進(jìn)而引起剪切界面發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這說明界面斷口與加載方向間角度增大伴隨著界面剪切強(qiáng)度增大。

t8.jpg

圖9為900℃下復(fù)合界面鈦側(cè)剪切斷口形貌。與850℃下剪切斷口(圖5(c))具有明顯剪切韌窩的撕裂區(qū)域和脆性斷裂區(qū)域兩種斷裂模式不同的是,900℃下斷口均呈脆性斷裂形貌,存在少量沿剪切力方向的解理花樣,但無明顯剪切韌窩。對圖9(a)中所示區(qū)域進(jìn)行WDS分析,發(fā)現(xiàn)A區(qū)域主要含有Fe(42.43at.%)、C(21.35at.%)和Ti(35.12at.%)元素,該區(qū)域可能含有TiC和Fe2Ti化合物;B區(qū)域主要含有Fe(26.24at.%)、C(16.63at.%)和Ti(56.26at.%),該區(qū)域可能主要含有TiC和FeTi化合物。由此表明,900℃下剪切斷裂主要發(fā)在界面擴(kuò)散反應(yīng)層。

t9.jpg

為進(jìn)一步分析不同加熱溫度條件下界面剪切斷口的化合物類型,對圖5(c)和圖9(b)所示的鈦側(cè)斷口進(jìn)行XRD物相分析,結(jié)果如圖10所示。圖10(a)表明,850℃加熱條件下,鈦側(cè)斷口表面主要含有β-Ti、α-Ti、α-Fe和TiC,這與斷口成分分析的結(jié)果一致。900℃加熱條件下,如圖10(b)所示,鈦側(cè)斷口表面未檢測到α-Fe,而增加了Ti-Fe系金屬間化合物FeTi和Fe2Ti。FeTi和Fe2Ti的出現(xiàn)進(jìn)一步驗證了900℃下剪切斷裂主要發(fā)在界面擴(kuò)散反應(yīng)層。值得注意的是,雖然在圖6(f)中并沒有發(fā)現(xiàn)明顯的Fe2Ti相,但在斷口XRD中檢測到相應(yīng)Fe2Ti相的信號,表明界面產(chǎn)生少量的Fe2Ti。即使根據(jù)熱力學(xué)分析Fe2Ti比FeTi更容易形成,其含量應(yīng)該更多,但根據(jù)擴(kuò)散動力學(xué)分析,F(xiàn)e和Ti原子會最先達(dá)到FeTi生成的化學(xué)計量數(shù),因此FeTi的衍射峰高于Fe2Ti[12]。相關(guān)研究表明[4,29],界面同時存在TiC和Ti-Fe金屬間化合物比其單一存在時對界面結(jié)合強(qiáng)度的影響更大。因此,900℃加熱條件下表現(xiàn)出更低的剪切強(qiáng)度。

t10.jpg

3、結(jié)論

(1)鈦/鋼復(fù)合板采用接觸和間隙組坯的方式導(dǎo)致界面元素的擴(kuò)散分布狀態(tài)不同,在較低壓下率下,采用間隙組坯的方式界面形成較多TiC,抑制了Fe元素向鈦側(cè)擴(kuò)散,導(dǎo)致形成的β-Ti的數(shù)量較少;隨著壓下率增加促使Fe元素向鈦側(cè)充分?jǐn)U散,形成了均勻的β-Ti層。

(2)隨著壓下率增加,界面剪切強(qiáng)度呈明顯增加的趨勢,接觸軋制的界面剪切強(qiáng)度高于間隙軋制的剪切強(qiáng)度;當(dāng)壓下率逐漸增大時,兩種方式下界面結(jié)合強(qiáng)度差異逐漸變小。壓下率增加促進(jìn)了界面兩側(cè)元素擴(kuò)散及界面化合物的均勻性,減少了應(yīng)力集中,延緩了裂紋擴(kuò)展。

(3)隨著軋制溫度升高,鈦/鋼界面剪切強(qiáng)度顯著降低。850℃下界面平均剪切強(qiáng)度達(dá)207MPa,較高的界面結(jié)合強(qiáng)度,使鈦基體優(yōu)先發(fā)生塑性變形,并引起剪切界面偏轉(zhuǎn),導(dǎo)致界面與鈦基體同時斷裂;900℃界面剪切強(qiáng)度最低為160MPa,脆性相多樣化導(dǎo)致界面在剪切力作用下呈脆性斷裂。

REFERENCES

[1] 白于良, 劉雪峰, 王文靜, 等. 鈦/鋼復(fù)合板及其制備應(yīng)用研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 工程科學(xué)學(xué)報,2021, 43(1): 86-97.

Bai Yuliang, Liu Xuefeng, Wang Wenjing, et al. Current status and research trends in processing and application of titanium/steel composite plate [J]. Chinese Journal of Engineering, 2021, 43(1): 86-97.

[2] 李小兵, 蔣國民, 王強(qiáng), 等. 鋼/鋁層狀復(fù)合板的拉伸力學(xué)性能與界面失效過程[J]. 中國有色金屬學(xué)報, 2021, 31(08): 2125-2135.

Li Xiaobing, Jiang Guoming, Wang Qaing, et al. Mechanical properties and interface failure behavior of steel/Al laminated composite sheets during tensile test [J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2021,31(08): 2125-2135.

[3] Yang D-h, Luo Z-a, Xie G-m, et al. Effect of vacuum level on microstructure and mechanical properties of titanium–steel vacuum roll clad plates [J]. Journal of Iron and Steel Research International, 2018, 25(1):72-80.

[4] Chai X, Shi Z, Chai F, et al. Effect of Heating Temperature on Microstructure and Mechanical Properties of Titanium Clad Steel by Hot Roll Bonding [J]. Rare Metal Materials and Engineering, 2019, 48(8): 2701-2710.

[5] Bai Y-L, Liu X-F. Interfacial reaction behavior of titanium/steel composite plate formed by cold-hot rolling [J]. Materials Characterization, 2023, 202: 113030-113040.

[6] Zhao Z, Tariq N u H, Tang J, et al. Influence of annealing on the microstructure and mechanical properties of Ti/steel clad plates fabricated via cold spray additive manufacturing and hot-rolling [J]. Materials Science and Engineering: A, 2020, 775: 138968.

[7] Guo X, Ren Z, Chai Z, et al. Research on microstructure and mechanical properties of TC4/304 clad plates by asymmetric rolling with local strong stress [J]. Materials Science and Engineering: A, 2024, 893:146166-146482.

[8] Wang W, Tu Y, Liu M, et al. Effect of inhomogeneous plastic deformation on the interfacial microstructure and properties of titanium/stainless steel [J]. Journal of Materials Research and Technology, 2023, 24:1240-1251.

[9] Wang S, Liu B X, Chen C X, et al. Microstructure, mechanical properties and interface bonding mechanism of hot-rolled stainless steel clad plates at different rolling reduction ratios [J]. Journal of Alloys and Compounds, 2018, 766: 517-526.

[10] Guo X, Ren Z, Ma X, et al. Effect of temperature and reduction ratio on the interface bonding properties of TC4/304 plates manufactured by EA rolling [J]. Journal of Manufacturing Processes, 2021, 64: 664-673.

[11] Li B, He W, Chen Z, et al. Evolution of interface and collaborative deformation between Ti and steel during hot roll bonding [J]. Materials Characterization, 2020, 164: 110354.

[12] Wang M, Luo Z, Yang J, et al. Diffusion behavior and formation mechanism of compounds in titanium-steel bonding process at high temperature [J]. Materials Letters, 2023, 330: 133309-133313.

[13] Kumar R R, Gupta R K, Sarkar A, et al. Vacuum diffusion bonding of α?titanium alloy to stainless steel for aerospace applications: Interfacial microstructure and mechanical characteristics [J]. Materials Characterization, 2022, 183: 111607-111621.

[14] Kundu S, Chatterjee S. Diffusion bonding between commercially pure titanium and micro-duplex stainless steel [J]. Materials Science and Engineering: A, 2008, 480(1-2): 316-322.

[15] Sunilkumar D, Dey H C, Albert S K, et al. Characterization of interfacial microstructure and mechanical properties of the diffusion bonded CP-Ti to AISI 304L stainless steel [J]. Transactions of the Indian Institute of Metals, 2020, 74(1): 9-20.

[16] Luo Z, Wang G, Xie G, et al. Interfacial microstructure and properties of a vacuum hot roll-bonded titanium-stainless steel clad plate with a niobium interlayer [J]. Acta Metallurgica Sinica (English Letters),2013, 26(6): 754-760.

[17] Yu C, Xiao H, Yu H, et al. Mechanical properties and interfacial structure of hot-roll bonding TA2/Q235B plate using DT4 interlayer [J]. Materials Science and Engineering: A, 2017, 695: 120-125.

[18] Yu C, Qi Z-c, Yu H, et al. Microstructural and mechanical properties of hot roll bonded Titanium alloy/low carbon steel plate [J]. Journal of Materials Engineering and Performance, 2018, 27(4): 1664-1672.

[19] Li B X, Chen Z J, He W J, et al. Effect of interlayer material and rolling temperature on microstructures and mechanical properties of titanium/steel clad plates [J]. Materials Science and Engineering: A, 2019,749: 241-248.

[20] Yu C, Fu L, Xiao H, et al. Effect of carbon content on the microstructure and bonding properties of hot-rolling pure titanium clad carbon steel plates [J]. Materials Science and Engineering: A, 2021, 820: 141572.

[21] Wu Y, Wang T, Ren Z, et al. Evolution mechanism of microstructure and bond strength based on interface diffusion and IMCs of Ti/steel clad plates fabricated by double-layered hot rolling [J]. Journal of Materials Processing Technology, 2022, 310: 117780-117793.

[22] 駱宗安, 謝廣明, 王光磊, 等. 界面微觀組織對真空軋制復(fù)合純鈦/低合金高強(qiáng)鋼界面力學(xué)性能的影響[J]. 材料研究學(xué)報, 2013, 27(6): 569-575.

Luo Zong-an, Xie Gaungming, Wang Gaunglei, et al. Effect of interfacial microstructure on mechanical properties of vacuum rolling clad pure titanium/high strength low alloy steel [J]. Chinese Journal of Materials Research, 2013, 27(6): 569-575.

[23] 余超. 熱軋制備鈦/鋼復(fù)合板顯微組織和界面性能研究 [D]. 秦皇島; 燕山大學(xué), 2019.

Yu Chao. Study on microstructure and interfacial properties of hot-roll bonding titanium/steel clad plate [D].Qinhuangdao; Ysnshan University, 2019.

[24] 楊德翰. 真空熱軋鈦/鋼復(fù)合板的界面產(chǎn)物演變機(jī)理及工藝控制 [D]. 沈陽; 東北大學(xué), 2019.

Yang Dehan. Evolution mechanism and process control of interfacial products with Ti-steel clad plate by vacuum rolling cladding [D]; Shenyang, Northeastern University, 2019.

[25] Yang D-h, Luo Z-a, Xie G-m, et al. Effect of interfacial compounds on mechanical properties of titanium–steel vacuum roll-cladding plates [J]. Materials Science and Technology, 2018, 34(14): 1700-1709.

[26] Chai X-y, Chen G, Chai F, et al. Hot roll bonding between commercially pure titanium and high-strength low-alloy steel using Fe interlayer [J]. Journal of Iron and Steel Research International, 2019, 26(10): 1126-1136.

[27] 楊德翰, 駱宗安, 謝廣明, 等. 表面處理方式對鈦/鋼復(fù)合板界面結(jié)合性能的影響[J]. 東北大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版, 2018, 39(10): 1396-1402.

Yang Dehan, Luo Zong-an, Xie Gaungming, et al. Influence of surface treatment on interface bonding properties of titanium/steel composite plate [J]. Journal of Northeastern University (Natural Science), 2018,39(10): 1396-1402.

[28] Yang X, Guo K, Wang Q, et al. Interfacial complex reactions and microstructures in vacuum hot-rolling bonded titanium-steel clad composites dominated by bonding temperature [J]. Materials Science and Engineering: A, 2023, 885: 145621-145630.

[29] Wang F R, Guo S, Wang Y Q, et al. Effect of Nb interlayer on microstructure and property of Ti-6Al-4V/690 MPa grade steel clad plate by vacuum rolling [J]. Materials Science and Engineering: A, 2023, 882:145450-145460.

無相關(guān)信息
Copyright @ 2024 寶雞騰宇鈦業(yè)有限公司 版權(quán)所有    備案號:陜ICP備2021001144號    在線統(tǒng)計
@ 2024 寶雞騰宇鈦業(yè)有限公司 版權(quán)所有
客服電話

全國免費服務(wù)熱線
13891782843
掃一掃

tengyuti.com
騰宇微信二維碼

返回頂部