Elektromanyetik İndüksiyonla Isıtma ve Haddeleme Yöntemiyle Hazırlanan Titanyum/Çelik Kompozit Plakaların Özelliklerinin Araştırılması

Titanyum/çelik kompozit plakalar yalnızca titanyumun mükemmel korozyon direncine sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda çeliğin yüksek mukavemetine ve iyi ısıl iletkenliğine de sahiptir ve değerli metal titanyum kullanımını azaltır ve üretim maliyetlerini düşürür. Petrokimya, güç ekipmanları, tuz üretim ekipmanları ve deniz mühendisliği gibi alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Şu anda, titanyum çelik kompozit plakaların endüstriyel üretimine yönelik ana yöntemler arasında patlayıcı kompozit yöntemi, patlayıcı haddeleme kompozit yöntemi ve sıcak haddeleme kompozit yöntemi bulunmaktadır. Diğer hazırlama yöntemleriyle karşılaştırıldığında, sıcak haddeleme kompozit yöntemiyle hazırlanan titanyum çelik kompozit levha, iyi ürün kalitesi, yüksek üretim verimliliği ve çevre kirliliği olmaması gibi avantajlara sahiptir. Geniş alanlı ve geniş enli kompozit levhaların üretiminde önemli avantajlara sahip olup, endüstriyel üretimde giderek diğer hazırlama yöntemlerinin yerini almaktadır. Bununla birlikte, sıcak haddeleme kompozit yöntemi kullanılarak titanyum/çelik kompozit plakalar hazırlanırken, yüksek sıcaklık koşulları altında kompozit arayüzün oksidasyonunu önlemek amacıyla, kütük hazırlama için vakumlu pompalama yönteminin veya vakumlu elektron ışın kaynağı yönteminin kullanılması gerekir. kompozit arayüz vakum durumundadır. Ancak vakumlu kütük üretiminde vakum arızasına yol açabilecek kaynak kusurları bulunabilmekte, bu da kompozit levha üretiminin kalifikasyon oranının düşmesine neden olabilmektedir. Ayrıca, karmaşık üretim süreci ve yüksek ekipman maliyetleri, kompozit levhaların üretimi için haddeleme yönteminin teşvik edilmesini ve uygulanmasını sınırlamaktadır. Ek olarak, yüksek sıcaklıklarda, doğrudan sıcak haddelenmiş titanyum/çelik kompozit plakaların arayüzünde TiC, FeTi ve Fe2Ti gibi kırılgan bileşikler kolaylıkla üretilmekte ve bu da kompozit plakaların kesme performansının azalmasına yol açmaktadır. Ayrıca, ısıtma sıcaklığının artmasıyla birlikte kompozit ara yüzeyinde oluşan bileşiklerin türü ve kalınlığı da önemli ölçüde artmaktadır. Haddeleme sıcaklığının titanyum/çelik kompozit plakaların kompozit mukavemeti üzerindeki etkisini inceledikten sonra
Sonuçlar, 850~1050 derecelik bir haddeleme sıcaklığında, haddeleme sıcaklığı arttıkça kompozit arayüzde üretilen bileşik sayısının arttığını ve kayma mukavemetinin önemli bir düşüş gösterdiğini göstermektedir. Yu Wei ve diğerleri. [20] endüstriyel saf titanyum TA1 ve Q345'in 840~930 derece aralığında yuvarlanan kompozit deneylerini gerçekleştirdiler. Çalışma, 870 derecede haddelenen kompozit plakanın daha iyi performansa sahip olduğunu buldu. Isıtma sıcaklığının artmasıyla birlikte titanyum yan yapı faz dönüşümüne uğradı ve arayüzde daha fazla intermetalik bileşik üretildi, bu da arayüzün kayma mukavemetini azalttı.
Sıcak haddeleme sırasında titanyum/çelik kompozit arayüzünde intermetalik bileşiklerin oluşumunu baskılamak amacıyla, arayüzün koordineli deformasyon ve difüzyon koşullarını iyileştirmek için genellikle titanyum ve çelik arasına ara katman olarak uygun bir metal katman eklenir. Örneğin SABOK TAKIN RM ve ark. [21], farklı sıcaklıklarda ara katman olarak Cu kullanarak, TiC ve Fe Ti intermetalik bileşiklerinin oluşumunu baskılayan sıcak haddelenmiş titanyum/çelik kompozit deneyleri gerçekleştirdiler ve karbon çeliği ile bakır arasındaki kompozit arayüzde herhangi bir reaksiyon katmanı oluşmadı. Bununla birlikte, bakır ve titanyum arasındaki kompozit arayüzde çeşitli Ti Cu intermetalik bileşikler oluşturuldu ve bu da kompozit plakanın kayma mukavemetini azalttı.
Ara katman olarak saf demir DT4'ün sıcak haddelenmesiyle bir titanyum/çelik kompozit plaka hazırlandı. 850 derecelik bir ısıtma sıcaklığında, kompozit plaka 237 6 MPa'lık bir maksimum kesme mukavemetine ulaştı; Isıtma sıcaklığı 950 dereceye yükseldikçe kompozit arayüzde kalın, kırılgan bir tabaka oluşur ve bu da kompozit plakanın bağlanma mukavemetinde önemli bir azalmaya neden olur. CHAI XY ve ark. Nb ve Mo olmak üzere iki farklı ara katman ekleyerek kompozit arayüzde kırılgan fazların oluşumunu etkili bir şekilde önledi. Kompozit plakanın kayma mukavemeti, ara katman eklenmemesine kıyasla sırasıyla 65 ve 20 MPa arttı. LI BX ve diğerleri. [24] ara katmanlar olarak IF çeliği, V ve IF çeliği+V'yi sıcak haddeleme yoluyla titanyum çelik kompozit plakalar hazırladılar. Çalışma, ara katman olarak IF çelik+V kullanıldığında kompozit arayüzde herhangi bir kırılgan fazın tespit edilmediğini ve kesme dayanımının, ara katman olarak tek bir malzemeden daha yüksek olduğunu, 900 derecede 241'e ulaştığını ve bir azalma olduğunu buldu. %93 oranı 8 MPa'da, ısıtma sıcaklığı arttıkça V/IF çelik arayüzündeki σ fazının kalınlığı artar, bu da kompozit plakanın kesme mukavemetini ciddi şekilde zayıflatır.
Yukarıdaki araştırmadan, daha yüksek sıcaklık koşulları altında, sıcak haddelenmiş titanyum/çelik kompozit plakaların, bir ara katman kompozit arayüzünün eklenip eklenmediğine bakılmaksızın kırılgan fazlar oluşturacağı ve bunun da kompozit plakanın bağlanma kalitesinde bir azalmaya yol açacağı görülebilir. . Bai Yuliang, yüksek sıcaklıkta haddeleme ve soğutma işlemleri sırasında kırılgan bileşiklerin oluşumunu önlemek için, yüksek frekanslı elektromanyetik indüksiyonlu ısıtma ve soğuk sıcak iki aşamalı bir yöntem kullanarak titanyum/çelik kompozit plakaların haddelenmesine yönelik bir plan önerdi. Elektromanyetik indüksiyonun hızlı ısıtma hızından yararlanılarak ısıtma süresi kısaltılır ve ara yüzeyde metaller arası bileşiklerin çökelmesi kontrol edilir. GUO XW ve diğerleri. [26] farklı sıcaklıklarda ve indirgeme oranlarında elektrik darbe destekli yöntemi kullanarak TC4/304 kompozit plakalar üzerinde sıcak haddeleme deneyleri gerçekleştirdiler. Çalışma, elektrik darbesi destekli haddeleme kullanımının metallerin metalurjik bağlanmasını etkili bir şekilde destekleyebileceğini gösterdi. Yüksek kaliteli TC4/304 kompozit plakalar, maksimum 286 MPa kesme mukavemeti ile daha düşük sıcaklıklarda ve daha düşük indirgeme oranlarında haddeleme işlemleri altında başarıyla hazırlandı. Sıcak haddeleme kompozit yöntemiyle titanyum/çelik kompozit plakaların hazırlanmasındaki sorunlara yanıt olarak, bu makale ara katman olarak saf demirin kullanılmasını, arayüz matrisinin deformasyon koşullarını iyileştirmek için saf demirin iyi akışkanlığından yararlanılmasını ve ara katman olarak saf demirin kullanılmasını önermektedir. Asimetrik kütükleri inert gaz koruması altında istifleyerek ve daha düşük sıcaklıklarda elektromanyetik indüksiyonlu ısıtma kullanarak yüksek performanslı titanyum/çelik kompozit plakalar elde edebilirsiniz. Bu yöntem sadece üretim sürecini basitleştirmekle kalmaz, aynı zamanda kısa ısıtma hızı ve elektromanyetik indüksiyonun düşük sıcaklığı özelliklerinden yararlanarak kompozit arayüzde kırılgan bileşiklerin oluşumunu da önler. Bu makale, ara katmanlar olarak farklı kalınlıklarda DT4 ile indüksiyonla ısıtma ve haddeleme yoluyla hazırlanan titanyum/çelik kompozit plakaların arayüzeyinin mikro yapısını ve özelliklerini incelemeyi amaçlamaktadır.