Kompozitne plošče titan/jeklo nimajo le odlične odpornosti proti koroziji kot titan, ampak imajo tudi visoko trdnost in dobro toplotno prevodnost jekla, hkrati pa zmanjšajo uporabo plemenite kovine titana in znižajo proizvodne stroške. Široko se uporabljajo na področjih, kot so petrokemikalije, energetska oprema, oprema za proizvodnjo soli in pomorski inženiring. Trenutno glavne metode za industrijsko proizvodnjo kompozitnih plošč iz titanovega jekla vključujejo eksplozivno kompozitno metodo, eksplozivno valjano kompozitno metodo in vroče valjano kompozitno metodo. V primerjavi z drugimi metodami priprave ima kompozitna plošča iz titanovega jekla, pripravljena s kompozitno metodo vročega valjanja, prednosti dobre kakovosti izdelka, visoke učinkovitosti proizvodnje in brez onesnaževanja okolja. Ima pomembne prednosti pri izdelavi kompozitnih plošč velike površine in široke širine ter postopoma nadomešča druge metode priprave v industrijski proizvodnji. Vendar pa je treba pri pripravi kompozitnih plošč iz titana/jekla z vroče valjanim kompozitnim postopkom, da bi se izognili oksidaciji kompozitnega vmesnika v pogojih visoke temperature, za pripravo gredic uporabiti metodo vakuumskega črpanja ali vakuumsko varjenje z elektronskim žarkom, da zagotovimo, da kompozitni vmesnik je v vakuumskem stanju. Vendar pa ima lahko proizvodnja vakuumskih gredic napake pri varjenju, ki lahko vodijo do odpovedi vakuuma, kar povzroči zmanjšanje stopnje kvalifikacije proizvodnje kompozitnih plošč. Poleg tega kompleksen proizvodni proces in visoki stroški opreme omejujejo promocijo in uporabo metode valjanja za izdelavo kompozitnih plošč. Poleg tega se pri visokih temperaturah zlahka ustvarijo krhke spojine, kot so TiC, FeTi in Fe2Ti, na vmesniku neposredno vroče valjanih kompozitnih plošč iz titana/jekla, kar povzroči zmanjšanje strižne zmogljivosti kompozitnih plošč. Poleg tega se s povišanjem temperature segrevanja vrste in debelina spojin, ki nastanejo na kompozitnem vmesniku, znatno povečajo. Po študiju vpliva temperature valjanja na kompozitno trdnost kompozitnih plošč iz titana in jekla
Rezultati kažejo, da se pri temperaturi valjanja 850 ~ 1050 stopinj z zvišanjem temperature valjanja poveča število spojin, ki nastanejo na mejni površini kompozita, strižna trdnost pa se znatno zmanjša. Yu Wei et al. [20] so izvedli poskuse valjanja kompozita industrijskega čistega titana TA1 in Q345 v območju 840~930 stopinj. Študija je pokazala, da ima kompozitna plošča, valjana pri 870 stopinjah, boljše rezultate. S povišanjem temperature segrevanja je stranska struktura titana doživela fazno transformacijo in na vmesniku je nastalo več intermetalnih spojin, kar je zmanjšalo strižno trdnost vmesnika.
Da bi preprečili tvorbo intermetalnih spojin na mejni površini kompozita titan/jeklo med vročim valjanjem, se običajno doda ustrezna kovinska plast med titan in jeklo kot vmesna plast za izboljšanje usklajenih deformacijskih in difuzijskih pogojev mejne površine. Na primer, SABOK TAKIN RM et al. [21] sta izvedla poskuse vroče valjanega kompozita titan/jeklo z uporabo Cu kot vmesne plasti pri različnih temperaturah, kar je zaviralo tvorbo intermetalnih spojin TiC in Fe Ti, na kompozitni meji med ogljikovim jeklom in bakrom pa ni nastala nobena reakcijska plast. Vendar so na kompozitnem vmesniku med bakrom in titanom nastale različne intermetalne spojine Ti Cu, ki so zmanjšale strižno trdnost kompozitne plošče.
Kompozitna plošča titan/jeklo je bila pripravljena z vročim valjanjem čistega železa DT4 kot vmesnega sloja. Pri temperaturi segrevanja 850 stopinj je kompozitna plošča dosegla največjo strižno trdnost 237 6 MPa; Ko se temperatura segrevanja poveča na 950 stopinj, se na mejni površini kompozita oblikuje debela krhka plast, kar povzroči znatno zmanjšanje trdnosti lepljenja kompozitne plošče. CHAI XY et al. učinkovito preprečil nastanek krhkih faz na kompozitni mejni površini z dodajanjem dveh različnih vmesnih plasti, Nb in Mo. Strižna trdnost kompozitne plošče se je povečala za 65 oziroma 20 MPa v primerjavi z ne dodajanjem vmesne plasti. LI BX et al. [24] pripravljene kompozitne plošče iz titanovega jekla z vročim valjanjem IF jekla, V in IF jekla+V kot vmesne plasti. Študija je pokazala, da na mejni površini kompozita ni bila zaznana krhka faza, ko je bilo IF jeklo+V uporabljeno kot vmesna plast, strižna trdnost pa je bila višja kot pri posameznem materialu kot vmesni plasti, dosegla pa je 241 pri 900 stopinjah in zmanjšanje stopnja 93 % Pri 8 MPa, ko se temperatura segrevanja poveča, se debelina faze σ na vmesniku jekla V/IF poveča, kar močno oslabi strižno trdnost kompozitne plošče.
Iz zgornje raziskave je razvidno, da bodo vroče valjane kompozitne plošče iz titana/jekla pri višjih temperaturnih pogojih ustvarjale krhke faze, ne glede na to, ali je dodana vmesna plast kompozitne ploskve, kar vodi do zmanjšanja kakovosti lepljenja kompozitne plošče. . Da bi se izognili nastajanju krhkih spojin med visokotemperaturnimi postopki valjanja in hlajenja, je Bai Yuliang predlagal shemo valjanja kompozitnih plošč iz titana/jekla z uporabo visokofrekvenčnega elektromagnetnega indukcijskega ogrevanja in hladno vroče dvostopenjske metode. Z uporabo hitre hitrosti segrevanja elektromagnetne indukcije se skrajša čas segrevanja in nadzoruje izločanje intermetalnih spojin na vmesniku. GUO XW et al. [26] je izvedel poskuse vročega valjanja na kompozitnih ploščah TC4/304 z uporabo metode s pomočjo električnega impulza pri različnih temperaturah in stopnjah redukcije. Študija je pokazala, da lahko uporaba valjanja s pomočjo električnih impulzov učinkovito spodbuja metalurško lepljenje kovin. Visokokakovostne kompozitne plošče TC4/304 so bile uspešno pripravljene v postopkih valjanja z nižjimi temperaturami in nižjimi stopnjami redukcije, z največjo strižno trdnostjo 286 MPa. Kot odgovor na težave pri pripravi kompozitnih plošč iz titana/jekla s kompozitno metodo vročega valjanja ta članek predlaga uporabo čistega železa kot vmesnega sloja, uporabo dobre fluidnosti čistega železa za izboljšanje deformacijskih pogojev vmesne matrice in pripravo visoko zmogljive kompozitne plošče iz titana/jekla s preprostim zlaganjem asimetričnih gredic pod zaščito inertnega plina in uporabo elektromagnetnega indukcijskega ogrevanja pri nižjih temperaturah. Ta metoda ne le poenostavi proizvodni proces, ampak se tudi izogne nastanku krhkih spojin na kompozitni meji z uporabo značilnosti kratke hitrosti segrevanja in nizke temperature elektromagnetne indukcije. Ta članek namerava preučiti mikrostrukturo in lastnosti vmesnika kompozitnih plošč titan/jeklo, pripravljenih z indukcijskim segrevanjem in valjanjem z različnimi debelinami DT4 kot vmesnih plasti.
