爆炸-轧制钛/钢复合板界面结合性能研究

爆炸-轧制法是先通过爆炸复合制坯,再进行轧制生产复合板的一种方法。本文研究了爆炸-轧制法生产的钛/钢复合板的界面金相、结合界面的元素分布情况以及退火温度对界面结合强度的影响等问题,结果表明:爆炸轧制法生产的钛钢复合板的界面近似呈平直状,在界面钢侧有一脱碳层,引起界面附近碳元素的重新分布,对结合性能有重要影响;获得高强度结合的界面特征是:剥离界面钢层上的Ti元素含量在一定范围内,钛层大量粘铁;退火温度对界面的结合强度影响较大,而在相应保温下保温时间影响不明显。     

钛复层焊接对钛-钢复合板复合界面的影响

通过典型钛-钢复合接头与钛复层焊接试验,研究了在复层焊接后钛-钢复合接头的力学性能以及4焊接区域复合界面的变化情况。试验结果表明,当焊接线能量达到一定数值时,钛-钢复合接头钛复层焊接会对钛-钢复合板造成开裂且结合强度降低等影响。     

不同热处理制度对钛-钢复合板的影响

采用爆炸焊接方法制作大面积钛-钢复合板,在爆炸焊接完成后需进行热处理以消除爆炸焊接过程中产生的应力。本文研究了不同热处理制度对钛-钢复合板的影响,并确定了合适的钛-钢复合板热处理制度。     

轧制钛-钢复合板工艺综述

从轧制钛-钢复合板生产工艺的各工序入手,概述了钛-钢复合板生产的原料准备,隔离材料的选择及应用方法,组料前待贴合面的处理,主要的组料方式,加工温度的确定,压下制度的确定,轧后冷却制度的确定,热处理温度的选择,以及矫平处理等在近几十年的发展,归纳了轧制方法生产钛-钢复合板的优缺点.     

热加工工艺对钛-钢复合板界面力学性能和显微组织的影响

研究了热加工工艺对钛-钢复合板界面力学性能和显微组织的影响.测试了在A,B,C,D 4种温度下热轧复合板界面的力学性能,用金相显微镜及扫描电镜观察了界面显微组织并分析了界面的成分.结果表明,在A,B 2种温度下轧制的钛-钢复合板界面机械性能良好,延伸率高,其剪切强度不但可保持坯料原有的水平,甚至还略有增加.在C,D 2种温度下轧制的钛-钢复合板界面机械性能相对较低,延伸率较高,但剪切强度要比爆炸复合坯料低,尤其是D加热温度,轧制后界面剪切强度急剧下降.热轧的终轧温度也是影响钛-钢复合板界面结合性能的重要因素.在低于相转变温度的合适温区热轧,且终轧温度合适,获得的钛-钢复合板结合界面无爆炸波纹,没有污染,生产的脆性化合物极细小,组织类同于钛材完全退火的等轴组织.     

钛的屈服强度对大面积钛-钢复合板结合性能的影响

通过有限元模拟分析和爆炸焊接试验验证,研究了原材料钛的屈服强度和大面积钛-钢复合板结合性能的关系。结果表明,在爆炸焊接高温高压作用下,钛层的塑性畸变是产生褶皱型未结合缺陷的主要因素;控制原材料钛的屈服强度使之处于较低的水平,能够改善钛在爆炸焊接时的塑性应变行为,有利于获得良好结合性能。     

钛/20G钢爆炸焊接复合界面分析

用透射电镜、扫描电镜及能谱仪等手段,对钛/20G钢爆炸焊接复合界面进行了分析。结果表明,复合界面为带有前旋涡的准正弦波形;其复合界面由直接结合区、熔化层和旋涡区组成。电子衍射和衍衬分析证明,在熔化层及前旋涡内存在着非晶、微晶和微孪晶簇。相结构分析计算发现,直接结合区、熔化层和前旋涡内都存在有亚稳相α＂-Ti。成分分析表明,复合界面有元素扩散。     

压力容器用钛-钢复合板覆材的选择

对比分析了我国钛-钢复合板标准对覆材的要求和使用对覆层材料的要求存在的矛盾,并针对这些问题进行了探讨,最终得到:(1)压力容器用钛-钢复合板质量除考虑常规的外型尺寸外,应侧重考虑覆层的化学成分和复合板的整体力学性能、工艺性能,对覆层强度不应作为考虑依据;(2)为了提高钛-钢复合板的质量,更充分地发挥复合板的功能性,推荐尽可能采用杂质含量低、强度指标偏低牌号的钛作为覆层金属;(3)建议在修订钛-钢复合板材标准时,应明确覆层的力学性能指标不作为验收依据.     

烟囱钢内筒钛-钢复合板焊接浅析

钛-钢复合板:用爆炸或爆炸-轧制方法使钛(复材)与普通钢(基材)达到冶金结合的金属复合板。目前,电力建设中烟囱内筒基本采用钛-钢复合板设计方案。本文对钛-钢复合板加工、焊接时存在的难度和特殊性比较全面地叙述。分析了焊接产生的缺陷和处理方法,对坡口形式、焊材选择、气体保护措施及清洁措施进行了详细说明。     

冷轧成形钛/钢层状复合板界面结合强度的影响因素EI北大核心CSCD

采用冷轧复合法制备钛/钢层状复合板,研究轧制压下率、轧制道次、表面粗糙度、原材料状态和轧制速率对钛/钢层状复合板界面结合强度的影响。结果表明:界面作用力和轧制力对界面的作用时间是影响钛/钢层状复合板界面结合强度的主要因素。轧制压下率、表面粗糙度和原材料状态通过影响界面作用力来影响钛/钢层状复合板的界面结合强度;轧制速率通过影响轧制力对界面的作用时间来影响钛/钢层状复合板的界面结合强度;钛/钢层状复合板的冷轧复合效果与轧制道次无关,只有单道次轧制压下率超过临界轧制压下率时,才能实现冷轧复合。     

钛-铜复合棒复合界面分析

用金相显微镜和扫描电镜等对挤压+拉伸法生产的钛-铜复合棒的结合界面进行了观测分析,并对复合棒的结合性能进行了测试.结果表明,复合棒的横向结合面为波形结构,界面上没有中间形成物,拉剪强度与T2铜棒材的抗拉强度相当.     

爆炸钛-钢复合板界面化合物分布及成分扩散分析

在钛-钢复合过渡接头上采集了界面观察试样,对钛-钢界面的化合物分布和成分扩散进行了分析。试验结果表明,钛-钢界面存在熔化金属,该熔化层极薄,厚度约0.3μm,界面内存在纳米晶和非晶的混合组织,界面及界面附近存在Fe、Ti元素的扩散。     

电厂烟囱用钛-钢复合板钛复材焊接缺陷产生原因及预防措施

对于钛-钢复合板而言,钛自身的焊接性有若干显著的特点,而且钛和钢熔焊的焊缝会产生脆裂,进一步增加了钛-钢复合板中钛复材焊接的复杂性。本文分析了电厂烟囱用钛-钢复合板钛复材焊接缺陷的产生原因,并提出了相应的预防措施。     

钛/钢双立式爆炸焊接参数优化

为解决大面积钛/钢爆炸焊接窗口窄,在结合区易出现"过熔"和"射流堆积"等微观缺陷的问题,开展了双立爆炸+轧制综合制造技术,进行了低爆速爆炸焊接用炸药试验优化,发明了一种最低临界爆速爆炸焊接用炸药,设计确定了刚性防护板和柔性防护墙构成的双立综合防护结构及参数,研究了钛/钢爆炸焊接装药厚度窗口.结果表明,双立钛/钢复合板结合界面成波状结合,几乎不存在金属熔化、漩涡等微观缺陷.     

钛/钢爆炸复合界面的微观组织结构和力学行为

首次在TEM下直接观察和研究了钛(TA2)/钢(A3)界面结合层内的微观组织结构,从而在更微观的尺度上确立了界面结合层内的组织结构模型。揭示了爆炸复合界面通过局部熔化和扩散的物理冶金过程实现其“冶金结合”的机制。所建立的温度场模型可用以预测和分析界面结合层内的微观组织结构。 第一次利用TEM直接观察并研究了界面结合层内TA2例所产生的绝热剪切带(ASB)内的微观组织结构,结合ASB内的形变热力学条件首次利用动态再结晶理论和起塑变形理论阐明了ASB内细小(<0.1μm)等轴晶粒组织的产生机制及ASB内大剪切应变机制。首次基于材料热粘塑性本构失稳理论对材料本身的物理-力学-热学性能及其晶体结构相耦合进行综合分析,阐明了界面结合层内仅在TA2侧产生、ASB而在A3侧从未产生ASB的机制。 通过对界面微观断裂过程的动态观察和分析,揭示了其不同波形状态界面的微观断裂机制。 深入系统地研究了界面扩散反应区内的微观组织结构和反应相的形成、生长规律。所得结论可指导TA2/A3复合材的工业生产和应用。 本研究中有关金属在冲击载荷下的塑性变形机制和力学行为(孪生、绝热剪切等)的研究结果对研究金属在高应变率冲击载荷下的力学冶金行为具有指导意义。     

夹层材料对钛/钢复合板组织及性能的影响

基于实际生产线,研究添加DT4或SL3夹层材料对TA2/Q235B复合板组织及性能的影响。通过金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱电子衍射（EDS）、X射线衍射（XRD）和力学试验等对钛/钢复合板进行分析。研究发现,添加DT4夹层的复合板界面较为干净,TiC较为均匀,界面化合物等相对较少,剪切强度达到187.4 MPa;添加SL3夹层的复合板界面夹杂物较多,界面存在TiFe、TiNi等金属间化合物,剪切强度仅为148.6 MPa。两种夹层的复合板剪切断裂位置均发生在钛侧,断口处均发现脆性断裂特征。研究表明,加入DT4夹层复合板的剪切强度更高,有利于工业化生产。     

焊接速度对钛/钢搅拌摩擦焊接头宏观及界面形貌的影响

目的研究焊接速度对钛/钢搅拌摩擦焊接头的成形及界面特征影响。方法采用搅拌摩擦焊技术实现了2 mm厚钛/钢板材的对接焊,采用OM及SEM对钛/钢接头的成形及界面特征进行分析,并利用EDS对界面处的元素分布进行了分析。结果焊接速度为23.5~60 mm/min时,焊缝中心形成了以钛为主的"洋葱环"。"洋葱环"内部涡流分布着条带状及颗粒状的Fe-Ti反应物,为金属间化合物或固溶体。焊接速度为75 mm/min时,界面处反应层厚度约1μm,焊接速度为60 mm/min时,界面处反应层厚度约5μm,焊接速度为47.5mm/min时,界面处反应层厚度约5~60μm。结论随着焊接速度的增加,钛/钢搅拌摩擦焊焊缝表面成形由粗糙变得光滑,随焊接速度的降低,界面处的钛/钢冶金反应程度变强,界面反应层厚度逐渐增大。     

钛-钢复合板热轧工艺研究

通过分析热轧加热温度、终轧温度、轧制道次加工率的分配、轧制时双金属的变形等,确定了钛-钢复合板合理的轧制工艺,并进行了试验研究。结果表明,终轧温度不低于750℃时,可以获得良好的综合性能。     

钛/钢复合板反应釜筒体的焊接工艺

本文以某炼油厂用成胶反应釜制造过程中的钛 钢复合板的焊接为例 ,针对其钛 钢复合板的焊接问题以及焊接工艺要点进行了较详细的论述。对该类型设备的加工制造具有一定的指导意义