Tấm ốp titan GR2

Giao diện titan/thép sẽ được hình thành ở nhiệt độ cao - Thông tin tinh thể học của Ti, TiC, FeTi hoặc Fe2Ti và các pha khác là

shown in Table 2 In these phases, TiC, FeTi and Fe2Ti show intrinsic brittleness, and the order of brittleness from large to small is TiC>FeTi>Fe2Ti Trong số đó, độ bền đứt gãy của TiC chỉ là 5,7 MPa · m - 1/2, có tác hại lớn nhất đối với chất lượng liên kết giao diện; Khi TiC, FeTi và Fe2Ti cùng tồn tại ở bề mặt tiếp xúc, sự phá hủy bề mặt tiếp xúc nghiêm trọng hơn so với khi chúng tồn tại một mình Ở cùng một nhiệt độ, thứ tự năng lượng tự do Gibbs của sản phẩm phản ứng tạo thành TiC, Fe2Ti và FeTi tiêu chuẩn là TiC

Cường độ liên kết giữa các bề mặt của Tấm ốp Titan GR2 giảm khi độ dày lớp TiC tăng lên. Độ dày của lớp TiC có thể được thay đổi bằng cách xử lý nhiệt ở 555 ~ 850 độ và 1 ~ 3 giờ Khi một lớp TiC mỏng và đồng nhất được hình thành ở giao diện titan/thép, sẽ có lợi cho việc cải thiện chất lượng liên kết của giao diện; Khi độ dày của lớp TiC giao diện không đồng đều, dễ xảy ra hiện tượng gãy giòn ở khu vực có TiC dày, điều này sẽ làm hỏng cường độ liên kết của giao diện; Cả phương pháp xử lý bề mặt và mức độ chân không của giao diện sẽ ảnh hưởng đến tính liên tục và tính đồng nhất của lớp TiC giao diện. Khi độ chân không của giao diện thấp, giao diện titan/thép sẽ tạo ra nhiều vùng không liên kết hơn và giao diện cũng sẽ tạo ra TiN phân bố ngẫu nhiên. Các khu vực không liên kết này và sự hiện diện của TiN sẽ phá hủy tính đồng nhất khuếch tán của Ti và Fe tại giao diện, phá hủy tính liên tục của lớp TiC giao diện và làm hỏng chất lượng liên kết của giao diện Nhiệt độ hình thành của FeTi và Fe2Ti tại giao diện là - Ti→ - Điểm chuyển pha của Ti trên 882 độ, trong khi Fe là nguyên tố bền - Ti, sự khuếch tán của Fe ở mặt phân cách vào đế Ti sẽ làm giảm nhiệt độ chuyển pha, dẫn đến - Ti chuyển thành - Ti, dẫn đến hình thành FeTi và Fe2Ti tại giao diện Bởi vì TiC, FeTi và Fe2Ti sẽ kết tủa tại giao diện của titan/thép đồng thời cao hơn nhiệt độ của điểm biến đổi Ti, điều này sẽ làm giảm nghiêm trọng chất lượng liên kết của giao diện, nhiệt độ của titan/thép trực tiếp composite thường thấp hơn nhiệt độ của điểm biến đổi.

Các yêu cầu về độ bền kéo, độ giãn dài sau khi đứt và độ bền cắt của tấm composite titan/thép được quy định trong tấm composite thép titan GB/T 8547-2019 và tấm composite thép không gỉ GB/T 8546-2017 . Giới hạn dưới của cường độ chịu kéo Rmj được tính theo công thức:

Trong đó: t1 là chiều dày của vật liệu nền thép, mm; T2 là độ dày của vật liệu phủ titan, mm; Rm1 là giới hạn dưới tiêu chuẩn của giới hạn bền kéo của vật liệu nền thép, MPa; Rm2 là tiêu chuẩn độ bền kéo của vật liệu phủ titan

Giá trị giới hạn dưới, MPa. Độ giãn dài sau khi đứt A của tấm composite titan/thép không được nhỏ hơn độ giãn dài dưới sau khi đứt được quy định trong tiêu chuẩn vật liệu nền thép hoặc vật liệu phủ titan. Độ bền cắt giao diện của tấm composite titan/thép loại 0 lớn hơn hơn hoặc bằng 196 MPa, và cường độ cắt giao diện của tấm composite titan / thép loại 1 và loại 2 được yêu cầu phải Lớn hơn hoặc bằng 140 MPa. Hiện tại, độ bền cắt giao diện của tấm composite titan / thép mà không cần thêm kim loại lớp chuyển tiếp có thể đạt tới 200 ~ 250 MPa, và độ bền cắt giao diện của lớp phủ hợp kim titan cao hơn đáng kể so với lớp phủ titan nguyên chất; Độ bền cắt bề mặt của tấm composite titan/thép được chuẩn bị bằng cách thêm kim loại lớp chuyển tiếp và kiểm soát chặt chẽ các thông số quy trình có thể cao tới 500 MPa.

Do khả năng biến dạng dẻo và hệ số giãn nở nhiệt của titan và thép rất khác nhau nên rất khó kết hợp titan và thép. Hiện tại, các phương pháp chuẩn bị chính của tấm composite titan/thép bao gồm liên kết nổ, liên kết lăn nổ, liên kết khuếch tán và liên kết cán nóng.

2.1 Phương pháp tổng hợp nổ

Phương pháp tổng hợp vụ nổ là một loại phương pháp chuẩn bị tấm composite kim loại, sử dụng chất nổ làm nguồn năng lượng và sử dụng lực tác động do vụ nổ tạo ra để làm cho hai hoặc nhiều lớp tấm kim loại va chạm dữ dội, biến dạng dẻo, tan chảy và liên nguyên tử. khuếch tán và nhận ra sự liên kết vững chắc của giao diện Có hai phương pháp lắp ráp phôi composite nổ: phương pháp song song và phương pháp góc.

Phương pháp này được áp dụng cho các tấm composite kim loại có diện tích lớn và phương pháp góc được áp dụng cho chất nổ tốc độ nổ cao và các tấm composite kim loại có diện tích nhỏ. Việc lắp ráp của nó được thể hiện trong Hình 1.

2.2 PHƯƠNG PHÁP NỔ - LĂN HỢP CHẤT

Phương pháp composite cán nổ là một loại phương pháp chuẩn bị để thu được tấm composite kim loại bằng cách cán nguội hoặc cán nóng sau khi hỗn hợp nổ của tấm kim loại thành composite. Quy trình chung của phương pháp composite cán nổ là: chuẩn bị tấm kim loại → bề mặt xử lý → hỗn hợp nổ → xử lý nhiệt sau nổ → cán nóng → cán nguội → san lấp mặt bằng Do nổ titan.

Quá trình làm cứng giao diện của tấm thép sẽ ảnh hưởng đến hiệu ứng lăn tiếp theo, do đó cần phải loại bỏ quá trình làm cứng giao diện thông qua xử lý nhiệt sau nổ; Trong quá trình xử lý nhiệt, nhiệt độ phải được kiểm soát dưới 850 độ để tránh sự hình thành Fe2Ti và FeTi tại giao diện. Độ bền liên kết giữa các bề mặt của tấm composite titan/thép tăng lên khi tốc độ giảm cán tăng Điều này là do tốc độ giảm cán tăng , giao diện lượn sóng của tấm composite titan/thép được hình thành do vụ nổ dần dần trở nên thẳng và hợp chất intermetallic tại giao diện bị phá vỡ thành phân bố không liên tục, điều này có lợi cho việc cải thiện độ bền liên kết của giao diện Wang Jingzhong et al. đầu tiên là hỗn hợp tấm titan và lớp chuyển tiếp sắt nguyên chất DT4 bằng phương pháp hỗn hợp nổ, sau đó kết hợp tấm thép Ti/DT4 và Q235 bằng phương pháp hỗn hợp cán nóng để chuẩn bị tấm composite Ti/DT4/Q235; Ảnh hưởng của quá trình chuẩn bị đến cường độ liên kết giữa các bề mặt đã được nghiên cứu. Người ta phát hiện ra rằng các hợp chất liên kết giữa các bề mặt là ít nhất khi nhiệt độ cán nóng là 830 ~ 880 độ và nhiệt độ ủ là 550 ~ 650 độ, và cường độ liên kết giữa các bề mặt đạt 250 MPa.

Chất lượng liên kết giao diện như một chỉ số hiệu suất quan trọng của tấm composite titan/thép luôn là tâm điểm của sự chú ý. Phương pháp xử lý bề mặt, nhiệt độ cán nóng, kim loại lớp chuyển tiếp và quy trình xử lý nhiệt là các yếu tố quy trình chính ảnh hưởng đến chất lượng liên kết giao diện cũng là trọng tâm nghiên cứu trong lĩnh vực này.