Metode pripravekompozitne plošče iz titanovega jeklav glavnem vključujejo metodo eksplozije, metodo eksplozije + valjanja, metodo valjanja in difuzijsko metodo. Difuzijska metoda za pripravo kompozitnih plošč iz titanovega jekla ima daljši kompozitni čas in nezadostno medfazno trdnost, zaradi česar je neprimerna za industrijsko proizvodnjo. Domača proizvodnja v glavnem uporablja metodo eksplozije, ki ima preprost postopek, zrelo tehnologijo in visoko trdnost kompozitnega vmesnika izdelka. Vendar pa ima slabosti visoko zvočno obremenitev okolja in omejeno velikost priprave. Večina tujih držav uporablja metodo valjanja za izdelavo kompozitnih plošč iz titanovega jekla, ki nima le nadzorovanih specifikacij glede širine in velikosti plošče, temveč ima tudi stabilno in čisto delovanje vmesnika, s čimer se učinkovito izogne zgoraj omenjenim težavam. V prihodnosti bo postopoma nadomestil metodo eksplozije kot glavno metodo za pripravo kompozitnih plošč iz titanovega jekla.
Pripravo kompozitnih plošč z metodo valjanja lahko razdelimo na metodo neposrednega valjanja in metodo vakuumskega valjanja. Pri uporabi metode neposrednega valjanja za pripravo kompozitnih plošč iz titanovega jekla je tlak med površinami kompozitne kovine običajno nad 105 Pa. V tem času bo titanov kompozitni material neizogibno podvržen močni reakciji s kisikom, kar ovira metalurško vez na vmesniku in povzroči okvaro kompozita. Zato je treba uporabiti metodo vakuumskega valjanja [10]. V dejanski proizvodnji so kompozitne gredice iz titanovega jekla pogosto pripravljene s simetričnim sestavljanjem gredic in vakuumskim črpanjem rezerviranih por na varilnih šivih gredic, nato pa so izpostavljene segrevanju in valjanju. Izbira stopnje vakuuma je ključnega pomena za zagotavljanje čistosti površine titanovega jekla, ki je kompozitna kovina med postopkom ogrevanja in valjanja. Ko je vakuum previsok, je v kompozitni gredici več preostalega zraka, ki onesnažuje kompozitni vmesnik; Ko je vakuum prenizek, je hitrost vakuumske ekstrakcije počasna, kar vpliva na učinkovitost proizvodnje. Trenutno je večina raziskav osredotočena na postopek vročega valjanja kompozitnih plošč iz titanovega jekla, pri čemer se malo pozornosti posveča vplivu stopnje vakuuma na mikrostrukturo in lastnosti postopka priprave valjanih kompozitnih plošč iz titanovega jekla. Zato ta članek analizira mikrostrukturo vmesnika in oksidacijsko obnašanje valjanih kompozitnih plošč iz titanovega jekla pod različnimi stopnjami vakuuma, v kombinaciji z mikrotrdoto in strižno trdnostjo, da se zagotovi primerna stopnja vakuuma za pripravo kompozitnih gredic iz titanovega jekla, kar ima pomemben vodilni pomen za industrijsko proizvodnja kompozitnih plošč iz titanovega jekla po metodah valjanja.
Jeklo Q345R se uporablja kot osnovna kovina, industrijski čisti titan TA2 pa se uporablja kot kompozitni material. Njegova specifična kemična sestava je prikazana v tabeli 1
Priprava kompozitnih plošč iz titanovega jekla v tem poskusu vključuje naslednje postopke: pripravo gredic, površinsko obdelavo, premaz z izolacijskim sredstvom, tesnjenje gredic in varjenje ter segrevanje in valjanje. Predelan v substrat Q345R z dimenzijami 180 mm × 130 mm × 40 mm in kompozit TA2 z dimenzijami 180 mm × 130 mm × 10 mm z rezanjem žice; Polirajte površino kompozitne kovine, dokler sveža kovina ni popolnoma izpostavljena, nato pa jo obrišite z alkoholom, da odstranite površinske oljne madeže, oksidacijo in druge nečistoče; Pred montažo je potrebno površino med titanovimi kompozitnimi materiali enakomerno premazati z ločilnim sredstvom; Pri sestavljanju gredice se uporablja metoda utorov, to je sestavljanje gredice v simetrično obliko tako, da se zunanja podlaga prekrije z jeklom, notranja plast pa s kompozitnim titanom; Uporaba ročnega obločnega varjenja za tesnjenje in varjenje okoli substrata, pri čemer ostane vrzel za vakuumsko ekstrakcijo, da se oblikuje kompozitna gredica iz titanovega jekla. Pripravite tri komplete kompozitnih gredic iz titanovega jekla enake velikosti in uporabite vakuumsko molekularno črpalko za ekstrahiranje vakuuma iz notranjosti kompozitnih gredic, tako da bodo stopnje vakuuma v notranjosti gredic 1, 0,1 oziroma 0,01 Pa in zabeležite jih kot vzorce 1 #, 2 # in 3 #. Postavite sestavljeno kompozitno gredico iz titanovega jekla v grelno peč in jo segrejte pri temperaturi 930 stopinj.
Po 2 urah izolacije se izvede valjanje s skupno stopnjo zmanjšanja 80% in hitrostjo valjanja 0,3 m/s. Po valjanju se zračno ohladi na sobno temperaturo. Metalografski vzorci so bili vzeti in polirani s kompozitnega vmesnika in veznega položaja plasti titanovega kompozita na kompozitni plošči iz titanovega jekla. Korozija je bila izvedena s 4 % raztopino alkohola dušikove kisline, mikrostrukturo vzorca pa smo opazovali in analizirali z EDS energijskim spektrom z uporabo vrstičnega elektronskega mikroskopa. Analizo trdote smo izvedli na različnih položajih vzorca z merilnikom trdote po Vickersu, mehanske lastnosti kompozitne plošče iz titanovega jekla pa smo testirali z univerzalnim nateznim strojem.
