冷轧成形钛/钢层状复合板界面结合强度的影响因素

发布时间：2022-01-26 20:25

　　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。 

【文章来源】：材料工程. 2020,48(07)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

钛/钢层状复合板界面结合强度剥离实验检测过程及结果

冷轧复合后钛/钢层状复合板的界面元素分布及界面形貌如图3所示。图3(a)的线扫描结果表明,钛/钢层状复合板的界面处未发生元素互扩散。由于界面发生元素扩散需要一定温度和时间,而钛/钢组坯冷轧复合过程中界面温度升高仅来源于变形热,而且界面会通过热传导方式将所产生的变形热迅速带走,使得界面温度一直较低,从而难以发生元素互扩散,所以在冷轧复合法制备的钛/钢层状复合板的界面处未检测到元素扩散。图3(b)为钛/钢层状复合板的高倍界面形貌,可以看出,钛带与钢板结合紧密,界面处没有孔洞、间隙等未结合区域。图3 冷轧复合钛/钢层状复合板的界面元素分布(a)及形貌(b)

图2 钛/钢层状复合板界面结合强度与轧制压下率的关系不同轧制压下率情况下,冷轧复合钛/钢层状复合板的剥离面形貌如图4所示。可以看出,当轧制压下率为35.2%时,钛带表面硬化层沿复合板宽度方向(TD)破裂,新鲜金属从裂缝中挤出,钢板表面出现硬化层开裂的现象,如图4(a-1),(a-2)中红色箭头所指;随着轧制压下率增大至61.9%,钛带与钢板表面硬化层的开裂程度加大,如图4(b-1),(b-2)中的红色箭头所指。此外,钛带表面还发现了金属凸起,如图4(b-1)中的黑色剪头所指。这是钛带表面的新鲜金属嵌入到钢板表面的硬化层裂缝中形成的。因此,界面硬化层的破裂和新鲜金属的挤出并相互接触是冷轧复合钛/钢层状复合板界面实现结合的主要原因[21]。增大轧制压下率对复合钛带和钢板界面硬化层的破裂程度提升具有明显影响,可促使更多的新鲜金属在界面处挤出并发生相互接触,增大界面两侧的原子产生原子间作用力的区域,从而使得界面结合强度也越来越大。

【参考文献】：
期刊论文
[1]钛-钢爆炸复合板熔焊对接过渡层焊接材料[J]. 史倩茹,张敏,吴伟刚.  材料工程. 2018(09)
[2]冷压焊界面结合机理与结合强度研究现状[J]. 王艳松,李文亚,杨夏炜,付颖.  材料工程. 2016(04)
[3]轧制钛-钢复合板工艺综述[J]. 王敬忠,颜学柏,王韦琪,闫静亚,吴成.  材料导报. 2005(04)



本文编号：3611118