钛-钢爆炸焊接复合板结合区微观特征研究

新型高性能结构对钛合金、钢过渡连接接头用钛-钢爆炸复合板复合界面的结合性能和致密性的要求越来越高。本文对过渡连接用钛-钢复合板结合界面附近的微观组织、显微硬度及变形特征等分析的结果表明,TA2-Q345界面漩涡区金属的流动状态不同导致形成不同的漩涡形态,金属流动不畅时,漩涡区易于形成缩松类空洞等缺陷,并夹杂有Fe Ti、Fe2Ti等脆性化合物和富余的铁元素,以及大量氧化物;距离结合界面越近,塑性变形越剧烈,波峰处的变形要大于波谷,钢侧变形程度大于钛侧;钢侧漩涡区的硬度最高,波峰处次之,波谷处最小。

钛钢爆炸复合板校平“反弹”影响因素分析

钛钢爆炸复合板在校平过程中出现的"反弹"现象严重影响了其后续加工和使用。本文通过爆炸复合试验,研究了钢板厚度、爆炸复合工艺和地基3个因素对钛钢复合板"反弹"的影响。结果表明:钢板厚度大于35 mm、爆炸复合工艺为工艺2或地基为地基2时,"反弹"现象都能得到极大限度的改观。此研究为钛钢复合板爆炸复合工艺的制定及实施提供了可靠依据。

温度对钛-钢爆炸复合板界面冶金行为的影响

本文研究了不同加热温度对钛一钢爆炸复合板界面组织与成分的影响规律，利用金相显微镜对界面形貌进行了观察，测定了界面结合区的显微硬度，并通过X射线能谱仪对试样界面区的元素扩散行为进行了分析。结果表明，580℃时，覆层钛一侧的绝热剪切线完全消失，晶粒发生再结晶；640℃时，基层钢一侧开始出现脱碳；750℃时，界面两侧的Fe、C和Ti元素发生了相互扩散。

钛-钢爆炸复合板热处理过程中的扩散行为及数学模型

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、俄歇电子能谱分析仪和拉剪实验,研究了不同的热处理加热温度和保温时间对钛-钢爆炸复合板界面组织特征和性能的影响。热处理温度为750、850、950℃,保温时间为30、60、120 min。结果表明:热处理过程加速了组织转变和界面元素扩散。界面元素扩散主要形成的化合物为Ti C和Ti-Fe金属间化合物(Fe2Ti/Fe Ti)。随着温度的升高,界面扩散层厚度增加,复合板剪切强度下降。根据实验数据,提出了界面扩散层厚度和剪切强度与加热温度和保温时间的函数关系。

非对称轧制参数对钛钢爆炸复合板结构性能的影响(英文)

对钛钢爆炸复合板进行轧制处理,可以得到较薄较宽的复合板。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、拉剪实验研究了不同的轧制参数对钛-钢爆炸轧制复合板界面组织特征和性能的影响。结果表明:降低轧前热处理温度或开轧温度,都会提高复合板的界面结合强度。在轧前热处理过程中,由于铁、碳元素的扩散,在界面上形成Ti C和Ti-Fe金属间化合物,使复合板剪切强度下降。然而,在轧制的过程中,这些界面化合物在轧制压力的作用下被压碎,呈弥散分布,阻止界面裂纹的扩展,界面结合强度有所提高,因此,增加轧制压下量可以提高界面的结合性能。

热处理过程中钛层对钛钢爆炸复合板钢侧组织转变的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜研究了不同温度下钛层对钛钢爆炸复合板钢侧组织转变的影响。结果表明:有钛层时,钢侧结合界面上会形成脱碳层。当850℃及以下温度加热时,在波头的漩涡处产生粗大的铁素体晶粒,而在950℃保温时,在波峰处产生粗大的铁素体。剥离钛层时,只在波头的漩涡处产生铁素体区,随着温度的升高,铁素体区减小。产生这种现象的主要原因是钛层的存在,碳元素向结合界面扩散形成TiC,在结合界面附近形成铁素体区。

钛钢复合板的特点及应用领域

本文论述了钛钢复合板的特性及应用优势,阐述了钛钢复合板在石化、电力、盐化工、海水淡化及海洋工程中领域的应用。

Effect of heat treatment on microstructure and mechanical property of Ti-steel explosive-rolling clad plate

The effect of heat treatment on microstructure and mechanical properties of the Ti-steel explosive-rolling clad plate was elaborated by optical microscopy （OM）, scanning electron microscopy （SEM）, X-ray diffraction （XRD）, transmission electron microscopy （TEM）, micro-hardness test and shear test. The composites were subjected to heat treatment at temperature of 650-950 ~C for 60 min. The results show that the heat treatment process results in a great enhancement of diffusion and microstructural transformation. The shear strength decreases as the treatment temperature increases. Heated at 850 ℃ or below, their shear strength decreases slowly as a result of the formation of TiC in the diffusion interaction layer; while at the temperature of 850 ℃ or above, the shear strength decreases obviously, which is the consequence of a large amount of Ti-Fe intermetaUics （Fe2Ti/FeTi） along with some TiC distributing continuously at diffusion reaction layer.