CN108393653A

CN108393653A - 一种以if钢为中间层的钛钢复合板制备方法

Info

Publication number: CN108393653A
Application number: CN201710064762.1A
Authority: CN
Inventors: 蒋健博; 王长顺; 及玉梅; 付魁军; 王佳骥; 刘芳芳; 原思宇; 李文斌; 韩旭; 张欣强
Original assignee: Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Angang Steel Co Ltd
Priority date: 2017-02-05
Filing date: 2017-02-05
Publication date: 2018-08-14

Abstract

本发明提供一种以IF钢为中间层的钛钢复合板制备方法，对坯料待接触表面和表面进行打磨和吹扫，将钛板、IF钢中间层、基材坯料依次居中叠放，且在钛板上表面喷涂隔离剂，静置干燥；将两组经过处理后的坯料对正叠放在一起，基材坯料间缝隙用相同成分夹条进行填充；将组坯后的组合坯抽取真空后进行真空电子束密封焊接，处理后组合坯加热至880～920℃保温，在860～900℃进行轧制，单道次压下量≥10％，总压下量≥80％，空冷至室温后进行切边、分板、表面修磨后，得到目标厚度钛钢复合板。本发明可提高复合界面结合能力和强度，提高钢板性能及复合界面稳定性，并可大幅度降低高性能钛钢复合板的生产成本。

Description

一种以IF钢为中间层的钛钢复合板制备方法

技术领域

本发明属于金属材料加工技术领域，特别涉及到一种应用真空复合+轧制技术生产以IF钢为中间层的钛钢复合板的方法。

背景技术

钛钢复合板既具有钛复层优良的耐腐蚀性能，又具有基层结构钢的强度和塑性，与纯钛板相比其生产成本大幅度下降，是耐腐蚀环境设备制造的理想材料，在石油化工、制盐、电力、海水淡化、海洋工程等领域得到推广应用。

目前，生产钛钢复合板的方法主要有四种：爆炸复合法、扩散复合法、爆炸复合-轧制法以及轧制复合法。前两种工艺生产的复合板，尺寸较小，有时难以满足用户要求，由于大能力轧机的投产运营，这两种方法只在某些特殊领域被采用，在国外已经属于被淘汰的技术工艺。后两种方法能够生产大尺寸的钛钢复合板，但是爆炸复合-轧制法的工序复杂，影响复合板结合强度的因素多，而且能量消耗大，污染环境，成材率相对低，逐渐被直接轧制法取代的趋势。

近年来，众多学者针对轧制法制备钛钢复合板技术进行了研究。中国专利“一种无中间层钛钢复合板的制备方法”(CN105080997A)、“钛钢复合板的生产方法”(CN104624644A)和“钛钢复合板的制备方法”(CN105107841A)均采用钛钢直接复合轧制技术进行钛钢复合板的制备，制备工艺简单，不添加中间层，通过较高的终轧温度，使界面化合物破碎后产生微孔洞的可能性减小，从而使界面上的孔洞对结合性能的负面影响降低到最小。而“以镍为中间层的钛钢复合板的生产方法”(CN104907332A)、“以镍为中间层的钛钢复合板的高温制备方法”(CN104907333A)和“以镍为中间层的钛钢复合板的高温轧制方法”(CN104826866A)均通过在钛钢复合界面之间插入适当的金属镍做中间层，进而阻止钛、铁等元素的相互扩散，改善界面的结合效果，提高产品质量。

文献“钛-钢复合板生产中的过渡层材料”、专利“以铜为中间层钛钢复合板的制备方法”(CN104998903A)、“以铜为中间层钛钢复合板的高温制备方法”(CN104874636A)和“以铜为中间层高结合强度钛钢复合板的制备方法”(CN104874635A)均采用以铜为中间层防止钛钢复合板在制备过程中界面上钛铁化合物的生成，同时利用轧制过程将结合面液相挤出，获得洁净的新生面，从而实现钛钢界面的良好结合。

综上所述，可以发现若钛钢直接复合进行轧制，在结合界面则不可避免的会产生大量的钛铁和钛碳脆性化合物，严重影响钛钢复合板的结合性能。因此在钛钢之间加入过渡金属阻止钛与钢之间的直接接触，以防止产生大量的钛铁和钛碳化合物，已经成为了提高钛钢之间结合性能的有效手段。但现有的加入铜、镍等纯金属，不仅得到的结合性能较低，而且经济成本也较高。面对各方面产品需求性能标准的逐渐提高，开发一种低成本、高性能的钛钢复合板技术已成为市场的迫切需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种可防止复合界面上生成大量的钛碳脆性化合物，从而提高复合界面结合强度和钢板性能，有效降低生产成本，以IF钢为中间层的钛钢复合板制备方法。

为此，本发明所采取的技术解决方案是：

一种以IF钢为中间层的钛钢复合板制备方法，其具体方法和步骤为：

(1)选取尺寸合适的基材坯料、IF钢中间层和钛板作为组坯用坯料；

(2)对基材坯料、IF钢中间层和钛板待接触面进行加工，通过刨床或铣床等机加工方式对其坯料表面进行打磨，去除待接触面的锈层和氧化层；

(3)对加工后的基材坯料、表面和IF钢中间层和钛板表面进行去油污和吹扫处理；

(4)将钛板、IF钢中间层、基材坯料依次以上、中、下的位置居中叠放，且在钛板上表面喷涂隔离剂，静置干燥；

(5)将两组经过步骤(4)处理后的坯料对正叠放在一起，钛板居正中；

(6)将基材坯料间缝隙用相同成分长方形夹条进行填充；

(7)将组坯后的复合坯抽取真空后进行真空电子束密封焊接；

(8)将完成封边焊接的组合坯加热至880～920℃保温，保温时间按照1mm/min计算，在860～900℃进行轧制，单道次压下率≥10％，总压下率≥80％，空冷至室温；

(9)将轧制后复合板进行切边、分板、表面修磨后，得到目标厚度钛钢复合板。

所述组坯用坯料中，基材坯料C≤0.22％；IF钢C≤0.007％、N 0.002％～0.003％、Ti 0.05％～0.07％；钛板为工业纯钛TA2。

所述组坯用坯料为连铸坯、中间坯、钢板等，且基材坯料与钛板厚度比≥5。

轧制后复合板的IF钢中间层厚度为80～120μm。

本发明的有益效果为：

1、提高钛钢复合板复合界面的结合能力和剪切强度，提高钛钢复合板复合界面剪切性能稳定性，使钛钢复合板的复合界面剪切性能≥300MPa。

2、以IF钢替代其他贵金属为中间层，可大幅度降低高性能钛钢复合板的生产成本。

具体实施方式

实施例基材坯料信息见表1；钛板信息见表2；IF钢中间层信息见表3；轧制工艺参数见表4；实物力学性能检验结果见表5。

表1实施例基材坯料信息

实施例	钢种	C wt％	来源	厚度mm
					1	Q345B	0.20	连铸坯	100
2	Q345E	0.18	板坯	50
					3	Q345D	0.16	板坯	50
4	S355JR	0.15	连铸坯	100

表2实施例钛板信息

实施例	钢种	来源	厚度mm
				1	TA2	板坯	20
2	TA2	板坯	10
				3	TA2	板坯	10
4	TA2	板坯	20

表3实施例IF钢中间层信息

实施例	钢种	C wt％	N wt％	Ti wt％	厚度mm
						1	IF钢	0.0061	0.0022	0.060	1.2
2	IF钢	0.0063	0.0026	0.066	0.6
						3	IF钢	0.0054	0.0025	0.058	0.6
4	IF钢	0.0067	0.0028	0.054	0.8

表4实施例轧制工艺参数

实施例	坯料厚度mm	开轧温度℃	轧制厚度mm	IF钢轧后厚度μm	总压下率％
						1	244	870	24	114	90
2	123	900	21	102	83
						3	123	880	19	91	85
4	243	890	29	98	88

表5实施例实物力学性能检验结果

Claims

1.一种以IF钢为中间层的钛钢复合板制备方法，其特征在于，具体方法和步骤为：

(6)将基材坯料间缝隙用相同成分长方形夹条进行填充；

(7)将组坯后的复合坯抽取真空后进行真空电子束密封焊接；

2.根据权利要求1所述以IF钢为中间层的钛钢复合板制备方法，其特征在于，所述组坯用坯料中，基材坯料C≤0.22％；IF钢C≤0.007％、N 0.002％～0.003％、Ti 0.05％～0.07％；钛板为工业纯钛TA2。

3.根据权利要求1所述以IF钢为中间层的钛钢复合板制备方法，其特征在于，所述组坯用坯料为连铸坯、中间坯、钢板，且基材坯料与钛板厚度比≥5。

4.根据权利要求1所述以IF钢为中间层的钛钢复合板制备方法，其特征在于，轧制后复合板的IF钢中间层厚度为80～120μm。