Plaque revêtue de titane GR2

L'interface titane/acier sera formée à haute température - Les informations cristallographiques de Ti, TiC, FeTi ou Fe2Ti et d'autres phases sont

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 Parmi eux, la ténacité à la rupture du TiC n'est que de 5,7 MPa · m - 1/2, ce qui nuit le plus à la qualité de la liaison de l'interface ; Lorsque TiC, FeTi et Fe2Ti coexistent à l'interface, les dommages à l'interface sont plus graves que lorsqu'ils existent seuls A la même température, l'ordre de l'énergie libre de Gibbs de formation standard des produits de réaction TiC, Fe2Ti et FeTi est TiC

La force de liaison interfaciale des plaques revêtues de titane GR2 diminue avec l'augmentation de l'épaisseur de la couche de TiC. L'épaisseur de la couche de TiC peut être modifiée par traitement thermique à 555 ~ 850 degrés et 1 ~ 3 h. Lorsqu'une couche de TiC mince et uniforme est formée à l'interface titane/acier, il est avantageux d'améliorer la qualité de liaison de l'interface ; Lorsque l'épaisseur de la couche de TiC d'interface n'est pas uniforme, une rupture fragile se produira facilement dans la zone avec du TiC épais, ce qui endommagera la force de liaison de l'interface ; La méthode de traitement de surface et le degré de vide de l'interface affecteront la continuité et l'uniformité de la couche de TiC d'interface. Lorsque le degré de vide de l'interface est faible, l'interface titane/acier produira davantage de zones non liées et l'interface générera également du TiN distribué de manière aléatoire. Ces zones non liées et la présence de TiN détruiront l'uniformité de diffusion de Ti et Fe à l'interface, détruiront la continuité de la couche TiC de l'interface et endommageront la qualité de la liaison de l'interface La température de formation de FeTi et Fe2Ti à l'interface est - Ti→ - Le point de transition de phase Ti est supérieur à 882 degrés, tandis que Fe est - élément stable Ti, la diffusion de Fe à l'interface dans la base Ti réduira la température de transition de phase, entraînant - Ti se transforme en - Ti, entraînant la formation de FeTi et Fe2Ti à l'interface Étant donné que TiC, FeTi et Fe2Ti précipiteront à l'interface titane/acier en même temps au-dessus de la température du point de transformation Ti, ce qui détériorera sérieusement la qualité de la liaison de l'interface, la température du titane/acier direct composite est généralement inférieure à la température du point de transformation.

Les exigences de résistance à la traction, d'allongement après rupture et de résistance au cisaillement de la plaque composite titane/acier sont spécifiées dans GB/T 8547-2019 plaque composite titane-acier et GB/T 8546-2017 plaque composite titane-acier inoxydable . La limite inférieure de résistance à la traction Rmj est calculée selon la formule :

Où : t1 est l'épaisseur du matériau de base en acier, mm ; T2 est l'épaisseur du matériau de revêtement en titane, mm; Rm1 est la limite inférieure standard de résistance à la traction du matériau de base en acier, MPa ; Rm2 est la norme de résistance à la traction du matériau revêtu de titane

La valeur limite inférieure, MPa. L'allongement après rupture A d'une plaque composite titane/acier ne doit pas être inférieur à l'allongement après rupture inférieur spécifié dans la norme sur le matériau de base en acier ou le matériau revêtu de titane La résistance au cisaillement de l'interface de la plaque composite titane/acier de classe 0 est supérieure supérieure ou égale à 196 MPa, et la résistance au cisaillement de l'interface des plaques composites titane/acier de classe 1 et de classe 2 doit être supérieure ou égale à 140 MPa. À l'heure actuelle, la résistance au cisaillement de l'interface de la plaque composite titane/acier sans ajouter de métal de couche de transition peut atteindre 200 ~ 250 MPa, et la résistance au cisaillement de l'interface du revêtement en alliage de titane est nettement supérieure à celle du revêtement en titane pur ; La résistance au cisaillement interfacial d'une plaque composite titane/acier préparée en ajoutant un métal de couche de transition et en contrôlant strictement les paramètres du procédé peut atteindre 500 MPa.

Étant donné que la capacité de déformation plastique et le coefficient de dilatation thermique du titane et de l'acier diffèrent considérablement, il est difficile de combiner le titane et l'acier. À l'heure actuelle, les principales méthodes de préparation des plaques composites titane/acier comprennent la liaison explosive, la liaison par roulement explosif, la liaison par diffusion et collage par laminage à chaud.

2.1 Méthode composite explosive

La méthode d'explosion-composite est une sorte de méthode de préparation de plaques composites métalliques, qui utilise des explosifs comme source d'énergie et utilise la force d'impact générée par l'explosion pour faire entrer en collision violemment deux ou plusieurs couches de plaques métalliques, déformation plastique, fusion et inter-atomique diffusion, et réaliser la liaison solide de l'interface Il existe deux méthodes d'assemblage d'ébauche composite explosive : la méthode parallèle et la méthode d'angle.

La méthode est applicable aux plaques composites métalliques de grande surface, et la méthode de l'angle est applicable aux explosifs à vitesse de détonation élevée et aux plaques composites métalliques de petite surface. Son assemblage est illustré à la figure 1.

2.2 EXPLOSION - MÉTHODE DU COMPOSÉ DE ROULEMENT

La méthode composite de laminage explosif est une sorte de méthode de préparation pour obtenir une plaque composite métallique par laminage à froid ou à chaud après le composite explosif de la plaque métallique à composer. Le flux de processus général de la méthode composite explosion - laminage est : préparation de la plaque métallique → surface traitement → composite explosif → traitement thermique post-explosion → laminage à chaud → laminage à froid → planage En raison de l'explosion du titane.

L'écrouissage de l'interface de la plaque plaquée d'acier affectera l'effet de laminage ultérieur, il est donc nécessaire d'éliminer l'écrouissage de l'interface par un traitement thermique post-explosion ; Pendant le traitement thermique, la température doit être contrôlée en dessous de 850 degrés pour éviter la formation de Fe2Ti et de FeTi à l'interface La force de liaison interfaciale de la plaque composite titane/acier augmente avec l'augmentation de la réduction de laminage En effet, avec l'augmentation du taux de réduction de laminage , l'interface ondulée de la plaque composite titane/acier formée par explosion devient progressivement droite, et le composé intermétallique à l'interface est divisé en distribution discontinue, ce qui est propice à l'amélioration de la force de liaison de l'interface Wang Jingzhong et al. première plaque de titane composée et couche de transition de fer pur DT4 par méthode composite explosive, puis plaque d'acier Ti/DT4 et Q235 composée par méthode composite de laminage à chaud pour préparer la plaque composite Ti/DT4/Q235 ; L'influence du procédé de préparation sur la force de liaison interfaciale a été étudiée. Il a été constaté que les composés intermétalliques interfaciaux étaient les moins nombreux lorsque la température de laminage à chaud était de 830 ~ 880 degrés et la température de recuit était de 550 ~ 650 degrés, et la force de liaison interfaciale atteignait 250 MPa.

La qualité de la liaison de l'interface en tant qu'indice de performance important de la plaque composite titane/acier a toujours fait l'objet d'une attention particulière. La méthode de traitement de surface, la température de laminage à chaud, le métal de la couche de transition et le processus de traitement thermique en tant que facteurs clés du processus affectant la qualité de la liaison de l'interface ont également fait l'objet de recherches dans ce domaine.