避免钛钢复合板界面生成金属间化合物的方法技术

本发明专利技术公开了一种避免钛钢复合板界面生成金属间化合物的方法，包括：S1，对钢板进行脱碳退火，使得钢板的待复合面形成脱碳层；S2，将钢板和钛板的待复合面贴合并且四周焊合以形成第一组坯；S3，将所述第一组坯在800～880℃保温后进行热轧，之后获得界面没有TiC、FeTi和Fe2Ti金属间化合物的钛钢复合板。本发明专利技术不需要添加中间层金属即可避免钛钢复合板界面生成金属间化合物，具有工艺简单，生产成本低，易工业化推广的优点。工业化推广的优点。

【技术实现步骤摘要】
避免钛钢复合板界面生成金属间化合物的方法


[0001]本专利技术涉及金属层状复合材料制备
，具体涉及一种避免钛钢复合板界面生成金属间化合物的方法。

技术介绍

[0002]钛板与钢板以层状方式叠合而成的钛/钢复合板不仅具有钛的优良耐腐蚀性，还兼有钢的高强度、低成本等优点，在石油、化工和造船等领域具有广泛用途。钛钢复合板的制备方法主要有爆炸复合法和热轧复合法，但是，爆炸复合法和热轧复合法制备的钛钢金属复合板界面会形成TiC、FeTi和Fe2Ti等金属间化合物，导致界面结合强度降低。
[0003]为了避免钛钢界面生成金属间化合物，一般采用增加中间层金属的方法阻止钛和钢的原子扩散。中间层金属不仅要能有效隔断Ti、Fe和C原子扩散，还不能与钛、钢反应生成金属间化合物，或者生成的金属间化合物对界面损害较小。目前，中间层金属主要有DT4纯铁、IF钢、铌、钼、镍、银、铜、钒等，铌、钼和钒等可以与钛完全互溶不生成金属间化合物，而铜、镍和银均不与钢生成金属间化合物，DT4纯铁和IF钢不仅成本低廉而且可以有效阻隔C原子的扩散。中间层金属的加入虽然可以避免钛/钢界面TiC、FeTi或Fe2Ti的生成，提高界面结合质量，但也会引入新的问题。中间层金属的加入不仅提高了原材料和生产成本，还会促使钛钢界面相对滑动，不利于板形控制。另外，中间层金属的加入还会在界面引入新的脆性相或孔洞，导致界面情况更加复杂。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种避免钛钢复合板界面生成金属间化合物的方法，以解决现有技术通过加入中间层金属制备钛钢复合板的方案所存在的增加材料和成本、不利于板形控制以及在界面引入新的脆性相或孔洞的问题。
[0005]根据本专利技术的一个方面，提出一种避免钛钢复合板界面生成金属间化合物的方法，包括：
[0006]S1，对钢板进行脱碳退火，使得钢板的待复合面形成脱碳层；
[0007]S2，将钢板和钛板的待复合面贴合并且四周焊合以形成第一组坯；
[0008]S3，将所述第一组坯在800～880℃保温后进行热轧，之后获得界面没有TiC、FeTi和Fe2Ti金属间化合物的钛钢复合板。
[0009]根据本专利技术的一个实施例，在步骤S1中，所述脱碳层的厚度为100～300μm。
[0010]根据本专利技术的一个实施例，在步骤S1中，在加热炉内进行脱碳退火，炉内温度为800～950℃，保温时间为5～20min，炉内气氛为湿的H2和N2的混合气体，其中H2的体积百分比为15～35％，所述混合气体的露点为40～80℃。
[0011]根据本专利技术的一个实施例，在步骤S1中，进行脱碳退火时，使得钢板的待复合面裸露，并使得与所述待复合面相背的表面被遮盖。
[0012]根据本专利技术的一个实施例，在步骤S1之前，所述方法还包括：将两块尺寸相同的钢
板上下叠合并且四周焊合后形成第二组坯；在步骤S1中，对所述第二组坯进行脱碳退火。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，在步骤S1和步骤S2之间，所述方法还包括：酸洗去除所述第二组坯表面的氧化皮，然后将所述第二组坯分离为两块钢板，以及对钢板和钛板的待复合面进行打磨。
[0014]根据本专利技术的一个实施例，在步骤S2中，将钢板和钛板的待复合面贴合，并且在钛板的与待复合面相背的表面上涂隔离剂并覆盖附加钢板，之后将钢板、钛板和附加钢板的四周焊合以形成所述第一组坯。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，在步骤S3中，保温时间为60～240min，热轧时道次压下量为15～25％，总压下量为80％以上。
[0016]根据本专利技术的一个实施例，在步骤S3中，热轧后将所述附加钢板与钛板分离，从而获得所述钛钢复合板。
[0017]根据本专利技术的一个实施例，所述钛钢复合板的界面结合强度大于等于280MPa。
[0018]在根据本专利技术的实施例的避免钛钢复合板界面生成金属间化合物的方法中，通过对钢板进行脱碳退火，使钢板表面自生一层脱碳层，利用脱碳层阻断钛钢界面C元素扩散，避免界面TiC生成。同时，控制热轧温度低于β
‑
Ti相变温度(882℃)，避免钛钢界面FeTi和Fe2Ti生成。不需要添加中间层金属即可避免钛钢复合板界面生成金属间化合物，可避免添加中间层金属引发的一系列问题。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利技术实施例进一步详细说明。
[0020]需要说明的是，本专利技术实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本专利技术实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
[0021]本专利技术提出一种避免钛钢复合板界面生成金属间化合物的方法，包括以下步骤：
[0022]S1，对钢板进行脱碳退火，使得钢板的待复合面形成脱碳层；
[0023]S2，将钢板和钛板的待复合面贴合并且四周焊合以形成第一组坯；
[0024]S3，将所述第一组坯在800～880℃保温后进行热轧，之后获得界面没有TiC、FeTi和Fe2Ti金属间化合物的钛钢复合板。
[0025]本申请的专利技术人意识到，FeTi和Fe2Ti在温度超过β
‑
Ti相变温度(882℃)时生成，控制加工温度低于882℃可避免其生成，但TiC的生成温度范围较广，无法避免其生成，本专利技术进一步通过形成脱碳层来避免TiC的生成。在本专利技术的实施例中，通过对钢板进行脱碳退火，使钢板表面自生一层脱碳层，利用脱碳层阻断钛钢界面C元素扩散，避免界面TiC生成。同时，控制热轧温度低于β
‑
Ti相变温度(882℃)，避免钛钢界面FeTi和Fe2Ti生成。最终获得界面没有金属间化合物的钛钢复合板。本专利技术不需要添加中间层金属即可解决钛钢复合板界面金属间化合物的问题，可以避免添加中间层金属引发的一系列问题，具有工艺简单，生产成本低，易工业化推广的优点。
[0026]在一些实施例中，在步骤S1中，所述脱碳层的厚度为100～300μm。这样的微米级厚度在促进界面金属塑性流动的同时不会引起界面相对滑动，在消除界面缺陷、提高界面结
合质量的同时不会对板形造成不良影响。
[0027]在一些实施例中，在步骤S1中，在加热炉内进行脱碳退火，炉内温度为800～950℃，保温时间为5～20min，炉内气氛为湿的H2和N2的混合气体，其中H2的体积百分比为15～35％，所述混合气体的露点为40～80℃。通过这些参数设置可以获得所需厚度的脱碳层。
[0028]在一些实施例中，在步骤S1中，进行脱碳退火时，使得钢板的待复合面裸露，并使得与所述待复合面相背的表面被遮盖。这样可以仅在钢板的待复合面形成脱碳层，防止在相背的另一表面也形成脱碳层而影响钢板性能。
[0029]在一些实施例中，在步骤S1之前，所述方法还包括：将两块尺寸相同的钢板上下叠合并且四周焊合(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种避免钛钢复合板界面生成金属间化合物的方法，其特征在于，包括：S1，对钢板进行脱碳退火，使得钢板的待复合面形成脱碳层；S2，将钢板和钛板的待复合面贴合并且四周焊合以形成第一组坯；S3，将所述第一组坯在800～880℃保温后进行热轧，之后获得界面没有TiC、FeTi和Fe2Ti金属间化合物的钛钢复合板。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S1中，所述脱碳层的厚度为100～300μm。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S1中，在加热炉内进行脱碳退火，炉内温度为800～950℃，保温时间为5～20min，炉内气氛为湿的H2和N2的混合气体，其中H2的体积百分比为15～35％，所述混合气体的露点为40～80℃。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S1中，进行脱碳退火时，使得钢板的待复合面裸露，并使得与所述待复合面相背的表面被遮盖。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤S1之前，所述方法还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：白于良，罗许，曾泽瑶，雷超，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：