टाइटेनियम/स्टील मिश्रित प्लेटों में न केवल टाइटेनियम का उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध होता है, बल्कि स्टील की उच्च शक्ति और अच्छी तापीय चालकता भी होती है, जिससे कीमती धातु टाइटेनियम का उपयोग कम होता है और उत्पादन लागत कम होती है। इनका व्यापक रूप से पेट्रोकेमिकल्स, बिजली उपकरण, नमक उत्पादन उपकरण और समुद्री इंजीनियरिंग जैसे क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। वर्तमान में, टाइटेनियम स्टील कंपोजिट प्लेटों के औद्योगिक उत्पादन की मुख्य विधियों में विस्फोटक कंपोजिट विधि, विस्फोटक रोलिंग कंपोजिट विधि और हॉट रोलिंग कंपोजिट विधि शामिल हैं। अन्य तैयारी विधियों की तुलना में, हॉट रोलिंग कंपोजिट विधि द्वारा तैयार टाइटेनियम स्टील कंपोजिट प्लेट में अच्छी उत्पाद गुणवत्ता, उच्च उत्पादन दक्षता और कोई पर्यावरण प्रदूषण नहीं होने के फायदे हैं। बड़े क्षेत्र और चौड़ी चौड़ाई वाली मिश्रित प्लेटों के उत्पादन में इसके महत्वपूर्ण फायदे हैं, और यह धीरे-धीरे औद्योगिक उत्पादन में अन्य तैयारी विधियों की जगह ले रहा है। हालाँकि, गर्म रोलिंग मिश्रित विधि का उपयोग करके टाइटेनियम/स्टील मिश्रित प्लेटें तैयार करते समय, उच्च तापमान स्थितियों के तहत मिश्रित इंटरफ़ेस के ऑक्सीकरण से बचने के लिए, यह सुनिश्चित करने के लिए बिलेट तैयारी के लिए वैक्यूम पंपिंग विधि या वैक्यूम इलेक्ट्रॉन बीम वेल्डिंग विधि का उपयोग करना आवश्यक है। समग्र इंटरफ़ेस निर्वात अवस्था में है। हालाँकि, वैक्यूम बिलेट उत्पादन में वेल्डिंग दोष हो सकते हैं जिससे वैक्यूम विफलता हो सकती है, जिसके परिणामस्वरूप मिश्रित प्लेट उत्पादन की योग्यता दर में कमी आ सकती है। इसके अलावा, जटिल उत्पादन प्रक्रिया और उच्च उपकरण लागत मिश्रित प्लेटों के उत्पादन के लिए रोलिंग विधि के प्रचार और अनुप्रयोग को सीमित करती है। इसके अलावा, उच्च तापमान पर, TiC, FeTi, और Fe2Ti जैसे भंगुर यौगिक सीधे हॉट-रोल्ड टाइटेनियम/स्टील मिश्रित प्लेटों के इंटरफेस पर आसानी से उत्पन्न होते हैं, जिससे मिश्रित प्लेटों के कतरनी प्रदर्शन में कमी आती है। इसके अलावा, हीटिंग तापमान में वृद्धि के साथ, समग्र इंटरफ़ेस पर उत्पन्न यौगिकों के प्रकार और मोटाई में काफी वृद्धि होती है। टाइटेनियम/स्टील मिश्रित प्लेटों की समग्र शक्ति पर रोलिंग तापमान के प्रभाव का अध्ययन करने के बाद
नतीजे बताते हैं कि 850 ~ 1050 डिग्री के रोलिंग तापमान पर, जैसे-जैसे रोलिंग तापमान बढ़ता है, समग्र इंटरफ़ेस पर उत्पन्न यौगिकों की संख्या बढ़ जाती है, और कतरनी ताकत में महत्वपूर्ण कमी दिखाई देती है। यू वेई एट अल. [20] 840~930 डिग्री की रेंज में औद्योगिक शुद्ध टाइटेनियम टीए1 और क्यू345 के रोलिंग मिश्रित प्रयोग किए गए। अध्ययन में पाया गया कि 870 डिग्री पर लुढ़की कंपोजिट प्लेट का प्रदर्शन बेहतर था। हीटिंग तापमान में वृद्धि के साथ, टाइटेनियम साइड संरचना में चरण परिवर्तन हुआ, और इंटरफ़ेस पर अधिक इंटरमेटेलिक यौगिक उत्पन्न हुए, जिससे इंटरफ़ेस की कतरनी ताकत कम हो गई।
हॉट रोलिंग के दौरान टाइटेनियम/स्टील मिश्रित इंटरफ़ेस पर इंटरमेटेलिक यौगिकों के गठन को दबाने के लिए, इंटरफ़ेस के समन्वित विरूपण और प्रसार की स्थिति में सुधार करने के लिए मध्यवर्ती परत के रूप में टाइटेनियम और स्टील के बीच आमतौर पर एक उपयुक्त धातु की परत जोड़ी जाती है। उदाहरण के लिए, साबोक टैकिन आरएम एट अल। [21] विभिन्न तापमानों पर एक मध्यवर्ती परत के रूप में Cu का उपयोग करके हॉट-रोल्ड टाइटेनियम/स्टील मिश्रित प्रयोग किए गए, जिसने TiC और Fe Ti इंटरमेटेलिक यौगिकों के गठन को दबा दिया, और कार्बन स्टील और तांबे के बीच मिश्रित इंटरफ़ेस पर कोई प्रतिक्रिया परत उत्पन्न नहीं हुई। हालाँकि, तांबे और टाइटेनियम के बीच मिश्रित इंटरफ़ेस पर विभिन्न Ti Cu इंटरमेटेलिक यौगिक उत्पन्न हुए, जिससे मिश्रित प्लेट की कतरनी ताकत कम हो गई।
मध्यवर्ती परत के रूप में गर्म रोलिंग शुद्ध लौह DT4 द्वारा एक टाइटेनियम/स्टील मिश्रित प्लेट तैयार की गई थी। 850 डिग्री के ताप तापमान पर, मिश्रित प्लेट ने 237 6 एमपीए की अधिकतम कतरनी ताकत हासिल की; जैसे-जैसे हीटिंग तापमान 950 डिग्री तक बढ़ता है, कंपोजिट इंटरफ़ेस पर एक मोटी भंगुर परत बन जाती है, जिसके परिणामस्वरूप कंपोजिट प्लेट की बॉन्डिंग ताकत में उल्लेखनीय कमी आती है। चाय XY एट अल. दो अलग-अलग मध्यवर्ती परतों, एनबी और मो को जोड़कर समग्र इंटरफ़ेस पर भंगुर चरणों के गठन को प्रभावी ढंग से रोका गया। मध्यवर्ती परत को न जोड़ने की तुलना में, मिश्रित प्लेट की कतरनी ताकत क्रमशः 65 और 20 एमपीए तक बढ़ गई। एलआई बीएक्स एट अल। [24] मध्यवर्ती परतों के रूप में हॉट रोलिंग आईएफ स्टील, वी, और आईएफ स्टील + वी द्वारा टाइटेनियम स्टील मिश्रित प्लेटें तैयार की गईं। अध्ययन में पाया गया कि जब IF स्टील + V का उपयोग मध्यवर्ती परत के रूप में किया गया था, तो समग्र इंटरफ़ेस पर कोई भंगुर चरण नहीं पाया गया था, और कतरनी ताकत मध्यवर्ती परत के रूप में एकल सामग्री की तुलना में अधिक थी, जो 900 डिग्री पर 241 तक पहुंच गई और कमी आई 93% की दर 8 एमपीए पर, जैसे-जैसे हीटिंग तापमान बढ़ता है, वी/आईएफ स्टील इंटरफेस पर σ चरण की मोटाई बढ़ जाती है, जिससे मिश्रित प्लेट की कतरनी ताकत गंभीर रूप से कमजोर हो जाती है।
उपरोक्त शोध से, यह देखा जा सकता है कि उच्च तापमान की स्थिति में, हॉट-रोल्ड टाइटेनियम/स्टील मिश्रित प्लेटें भंगुर चरण उत्पन्न करेंगी, भले ही एक मध्यवर्ती परत मिश्रित इंटरफ़ेस जोड़ा गया हो, जिससे मिश्रित प्लेट की बॉन्डिंग गुणवत्ता में कमी आएगी। . उच्च तापमान रोलिंग और शीतलन प्रक्रियाओं के दौरान भंगुर यौगिकों के गठन से बचने के लिए, बाई यूलियांग ने उच्च आवृत्ति विद्युत चुम्बकीय प्रेरण हीटिंग और ठंडे गर्म दो-चरण विधि का उपयोग करके टाइटेनियम/स्टील मिश्रित प्लेटों को रोल करने की एक योजना का प्रस्ताव दिया। विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की तेज़ ताप गति का उपयोग करके, ताप समय कम हो जाता है और इंटरफ़ेस पर इंटरमेटेलिक यौगिकों की वर्षा को नियंत्रित किया जाता है। गुओ एक्सडब्ल्यू एट अल। [26] विभिन्न तापमानों और कमी दरों पर इलेक्ट्रिक पल्स असिस्टेड विधि का उपयोग करके टीसी4/304 मिश्रित प्लेटों पर हॉट रोलिंग प्रयोग किए गए। अध्ययन से पता चला है कि इलेक्ट्रिक पल्स असिस्टेड रोलिंग का उपयोग धातुओं के मेटलर्जिकल बॉन्डिंग को प्रभावी ढंग से बढ़ावा दे सकता है। उच्च गुणवत्ता वाली TC4/304 मिश्रित प्लेटों को रोलिंग प्रक्रियाओं के तहत कम तापमान और कम कमी दर के साथ 286 एमपीए की अधिकतम कतरनी ताकत के साथ सफलतापूर्वक तैयार किया गया था। हॉट रोलिंग कंपोजिट विधि द्वारा टाइटेनियम/स्टील मिश्रित प्लेटों की तैयारी में आने वाली समस्याओं के जवाब में, यह पेपर मध्यवर्ती परत के रूप में शुद्ध लोहे का उपयोग करने, इंटरफ़ेस मैट्रिक्स की विरूपण स्थितियों में सुधार करने और तैयारी करने के लिए शुद्ध लोहे की अच्छी तरलता का उपयोग करने का प्रस्ताव करता है। अक्रिय गैस संरक्षण के तहत असममित बिलेट्स को ढेर करके और कम तापमान पर विद्युत चुम्बकीय प्रेरण हीटिंग का उपयोग करके उच्च प्रदर्शन टाइटेनियम/स्टील मिश्रित प्लेटें। यह विधि न केवल उत्पादन प्रक्रिया को सरल बनाती है, बल्कि कम हीटिंग गति और विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के कम तापमान की विशेषताओं का उपयोग करके समग्र इंटरफ़ेस पर भंगुर यौगिकों के गठन से भी बचाती है। इस लेख का उद्देश्य मध्यवर्ती परतों के रूप में DT4 की विभिन्न मोटाई के साथ इंडक्शन हीटिंग और रोलिंग द्वारा तैयार किए गए टाइटेनियम/स्टील मिश्रित प्लेटों के इंटरफ़ेस की सूक्ष्म संरचना और गुणों का अध्ययन करना है।
