提高钛/钢复合材料界面结合强度的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高钛/钢复合材料界面结合强度的方法，以钢材料为基层、钛材料为覆层，采用热轧复合法制备钛/钢复合材料，制备前，清除钢材料和钛材料表面的氧化物，并在钛材料表面沉积一定浓度的强αTi稳定元素，制备时，利用强αTi稳定元素抑制扩散到钛侧的包括Fe、Ni在内的βTi稳定元素的不利影响，提高钛的同素异构转变温度，在复合轧制温度区间内，将钛材料在复合界面处组织调控为αTi，利用C元素在γFe及αFe中的扩散系数均大于在αTi中的扩散系数，在复合界面形成TiC组织，抑制包括Fe‑Ti在内的脆性相的形成，使钛/钢复合材料的界面剪切强度由140‑220MPa提升至300MPa以上。该方法能提高钛/钢复合材料界面结合强度，使结合界面剪切强度达到300MPa以上。

【技术实现步骤摘要】
提高钛/钢复合材料界面结合强度的方法
本专利技术属于材料复合领域，具体涉及一种提高钛/钢复合材料界面结合强度的方法。
技术介绍
异质金属层状复合材料是兼具基层材料和覆层材料性能以及成本优势的新型材料，应用于能源、交通、海洋以及航空航天领域。对于钛/钢复合材料，由于其界面极易形成Fe-Ti脆性相，降低复合界面的结合强度。为了解决钛/钢复合材料的界面结合强度问题，目前已采用或正在探索的钛/钢复合材料的制备方法有：1)采用爆炸复合或爆炸+轧制法制备钛/钢复合材料；2)添加V、Ni、Mo、Fe等中间层，采用热轧复合法制备钛/钢复合材料；3)降低轧制温度，采用低轧制温度的热轧复合法制备钛/钢复合材料。爆炸或爆炸+轧制复合法不仅环境污染严重、产品规格受限，而且复合界面剪切强度一般为196MPa(0类)或140MPa(1类)；采用添加中间层制备钛/钢复合材料时，由于中间层材料难以同时满足与钛、钢两侧界面的结合强度要求，因此对界面结合强度的改善能力有限；相比前两种方法，降低复合轧制温度可以有效抑制Fe-Ti等中间脆性相的形成。已有实验数据表明，将轧制温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高钛/钢复合材料界面结合强度的方法，以钢材料为基层、钛材料为覆层，其特征在于：采用热轧复合法制备钛/钢复合材料，制备前，清除钢材料和钛材料表面的氧化物，并在钛材料表面沉积一定浓度的强αTi稳定元素，制备时，利用强αTi稳定元素抑制扩散到钛侧的包括Fe、Ni在内的βTi稳定元素的不利影响，提高钛的同素异构转变温度，在复合轧制温度区间内，将钛材料在复合界面处组织调控为αTi，利用C元素在γFe及αFe中的扩散系数均大于在αTi中的扩散系数，在复合界面形成TiC组织，抑制包括Fe-Ti在内的脆性相的形成，使钛/钢复合材料的界面剪切强度由140-220MPa提升至300MPa以上。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高钛/钢复合材料界面结合强度的方法，以钢材料为基层、钛材料为覆层，其特征在于：采用热轧复合法制备钛/钢复合材料，制备前，清除钢材料和钛材料表面的氧化物，并在钛材料表面沉积一定浓度的强αTi稳定元素，制备时，利用强αTi稳定元素抑制扩散到钛侧的包括Fe、Ni在内的βTi稳定元素的不利影响，提高钛的同素异构转变温度，在复合轧制温度区间内，将钛材料在复合界面处组织调控为αTi，利用C元素在γFe及αFe中的扩散系数均大于在αTi中的扩散系数，在复合界面形成TiC组织，抑制包括Fe-Ti在内的脆性相的形成，使钛/钢复合材料的界面剪切强度由140-220MPa提升至300MPa以上。


2.如权利要求1所述的提高钛/钢复合材料界面结合强度的方法，其特征在于：强αTi稳定元素包括镓。


3.如权利要求2所述的提高钛/钢复合材料界面结合强度的方法，其特征在于：在钛材料表面沉积一定浓度的镓的方法是，用含有镓的工具研磨、擦拭、涂抹钛材料待复合的表面，去除钛材料表...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁文红，臧之祺，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42