Titanium is a silver white transition metal with high specific strength and strong corrosion resistance, widely used in important fields such as aerospace, marine vessels, and petrochemicals. However, the high price of pure titanium has to some extent limited its application in civilian industry. Therefore, titanium is combined with ordinary steel plates to produce titanium/steel composite plates, which not only meet the requirements of strength but also have good corrosion resistance. Ti Fe compounds are easily formed at the interface of titanium/steel composite plates. Currently, there are two main methods to control the formation of Ti Fe brittle phases: one is to increase the intermediate layer, which reduces the diffusion of Fe atoms and lowers the formation of Ti Fe compounds; The second is to suppress the formation of Ti Fe compounds by controlling the generation of interface product TiC. Studies have shown that the order of free energy of interface compounds is TiFe>TiFe2>β - Ti>TiC, इसलिए इंटरफ़ेस पर TiC सबसे आसानी से बनता है। निरंतर और समान TiC परत की इष्टतम मोटाई तक पहुंचने के बाद, मिश्रित प्लेट की बंधन शक्ति में सुधार करना फायदेमंद है, लेकिन व्यावहारिक औद्योगिक उत्पादन में इसे नियंत्रित करना मुश्किल है। वू जिंगी एट अल। टाइटेनियम/स्टील मिश्रित प्लेटों की सूक्ष्म संरचना और गुणों पर विभिन्न इंटरलेयर सामग्रियों को जोड़ने के प्रभावों का अध्ययन किया गया, जैसे कि Ni इंटरलेयर, Fe इंटरलेयर, Nb इंटरलेयर, आदि। यांग एट अल। अध्ययन किया गया कि अलग-अलग रोलिंग तापमान स्थितियों के तहत, Ni इंटरलेयर का इंटरफ़ेस क्रमशः 310 MPa और 224 MPa की औसत कतरनी ताकत के साथ 800 डिग्री और 900 डिग्री पर TiC और TiFe भंगुर यौगिक नहीं बनाता है। झी एट अल. विभिन्न रोलिंग तापमान स्थितियों के तहत टाइटेनियम/स्टील मिश्रित प्लेटों के इंटरफेस पर एनबी इंटरलेयर के प्रभाव का अध्ययन किया गया। अध्ययन से पता चला कि 800 डिग्री और 900 डिग्री पर, TiC और TiFe भंगुर यौगिक समग्र इंटरफ़ेस पर नहीं बने थे, और औसत कतरनी ताकत 279 एमपीए तक पहुंच गई थी।
उपरोक्त शोध से संकेत मिलता है कि एक मध्यवर्ती परत जोड़ने से इंटरफ़ेस तत्वों के प्रसार को प्रभावी ढंग से दबाया जा सकता है। हालाँकि, उपरोक्त अधिकांश अध्ययन प्रयोगशाला प्रयोगों पर आधारित हैं, और चयनित Ni और Nb जैसी महंगी इंटरलेयर सामग्री भी उनके औद्योगिक अनुप्रयोगों को सीमित करती हैं। इस अध्ययन का लक्ष्य औद्योगिक अनुप्रयोग है, जिसमें इंटरलेयर के रूप में एसएल 3 का उपयोग करके यह सत्यापित किया जाता है कि क्या रोलिंग हीटिंग प्रक्रिया के दौरान ब्रेज़िंग सामग्री का अस्तित्व प्राप्त किया जा सकता है, और फिर रोलिंग कंपोजिट के माध्यम से समग्र प्लेट की बॉन्डिंग ताकत में सुधार किया जा सकता है। उद्यम की वास्तविक उत्पादन लाइन के आधार पर, वैक्यूम रोलिंग प्रक्रिया का उपयोग अनुसंधान के लिए किया जाता है, और टाइटेनियम/स्टील मिश्रित प्लेटों की सूक्ष्म संरचना और गुणों पर विद्युत चुम्बकीय शुद्ध लौह DT4 और अनाकार निकल आधारित ब्रेज़िंग सामग्री SL3 को जोड़ने के प्रभावों का व्यवस्थित रूप से अध्ययन किया जाता है।
यह अध्ययन एक सममित बिलेट असेंबली विधि को अपनाता है और "स्टील इंटरलेयर टाइटेनियम आइसोलेशन एजेंट आइसोलेशन एजेंट टाइटेनियम इंटरलेयर स्टील" की संरचना के अनुसार बिलेट्स को ढेर करता है। यह मिश्रित रोलिंग विधि रोलिंग प्रक्रिया के दौरान मिश्रित प्लेट के झुकने की विकृति को प्रभावी ढंग से रोक सकती है और टाइटेनियम/स्टील मिश्रित प्लेटों की उत्पादन क्षमता में सुधार कर सकती है। रोलिंग के दौरान आसंजन को रोकने के लिए टाइटेनियम (स्पेसर को हल्के मैग्नीशियम ऑक्साइड, पानी के गिलास और पॉलीविनाइल अल्कोहल को गर्म करके और मिश्रित करके बनाया जाता है) के बीच लगभग 0.3 मिमी की मोटाई वाला एक स्पेसर लगाया जाता है। चार तरफा सीलिंग वेल्डिंग जलमग्न आर्क वेल्डिंग द्वारा की जाती है, और रोलिंग दिशा में एक छोर पर एक छेद ड्रिल किया जाता है। वैक्यूमिंग के लिए पहले चरण के वैक्यूम पंप समूह का उपयोग किया जाता है जिसमें एक मैकेनिकल पंप और एक रूट्स पंप शामिल होता है, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है। जब वैक्यूम डिग्री 5 पीए से नीचे पहुंच जाती है, तो सीलिंग की जाती है, और अंत में इसे स्टील मिल में भेजा जाता है। रोलिंग के लिए. बिलेट को एक डेस्कटॉप प्रतिरोध भट्ठी में 880 डिग्री तक गर्म किया जाता है, 4 घंटे तक रखा जाता है, और लगभग 90% की समग्र संपीड़न दर के साथ (850 ± 10) डिग्री के रोलिंग तापमान पर 16 बार रोल किया जाता है।
नमूना बिलेट की मध्य स्थिति के किनारे पर लिया जाता है, और जीबी/टी 6396-2008 मानक के अनुसार, मिश्रित बोर्ड के यांत्रिक गुणों का स्तर 1 परिशुद्धता WAW -600 किलोवाट कंप्यूटर का उपयोग करके परीक्षण किया जाता है। -नियंत्रित इलेक्ट्रॉनिक यूनिवर्सल परीक्षण मशीन। कतरनी का प्रदर्शन तनाव कतरनी विधि द्वारा निर्धारित किया जाता है। नमूना पॉलिश और पॉलिश किया गया था। स्टील वाले हिस्से को पहले 4% नाइट्रिक एसिड अल्कोहल से संक्षारित किया गया, और फिर टाइटेनियम वाले हिस्से को हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड, नाइट्रिक एसिड और पानी (2:1:17) के मिश्रण से संक्षारित किया गया। इंटरफ़ेस संरचना को Axiolab5 (JX32) मेटलोग्राफिक माइक्रोस्कोप का उपयोग करके देखा गया था, और मिश्रित प्लेट के इंटरफ़ेस और फ्रैक्चर सतह को Axia ChemiSEM LoVac स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके देखा गया था, इसके बाद ऊर्जा फैलाव स्पेक्ट्रोस्कोपी (EDS) विश्लेषण किया गया था।
यांत्रिक विशेषताएं
तालिका 2 विभिन्न इंटरलेयर्स के साथ मिश्रित पैनलों के यांत्रिक गुणों को दिखाती है। दोनों मिश्रित प्लेटों की कतरनी ताकत जीबी/टी 8547-2019 मानक में निर्दिष्ट 140 एमपीए से अधिक है। DT4 इंटरलेयर के साथ मिश्रित प्लेट की कतरनी ताकत 187.4 MPa तक पहुंचती है, और SL3 इंटरलेयर के साथ मिश्रित प्लेट की कतरनी ताकत 148.6 MPa है। मध्यवर्ती इंटरलेयर सामग्री का तन्य गुणों पर कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं पड़ता है, और प्रभाव अवशोषण ऊर्जा जीबी/टी 700-2006 मानक में निर्दिष्ट 27 जे से अधिक है। DT4 इंटरलेयर कंपोजिट बोर्ड सब्सट्रेट जोड़ने की प्रभाव अवशोषण ऊर्जा SL3 इंटरलेयर कंपोजिट बोर्ड जोड़ने की तुलना में थोड़ी कम है। दो प्रकार की मिश्रित प्लेटों को झुकने के परीक्षण (आंतरिक मोड़ 180 डिग्री, बाहरी मोड़ 105 डिग्री) के अधीन किया गया, और कोई दरार नहीं पाई गई।
सूक्ष्म
चित्र 2 विभिन्न इंटरलेयर सामग्रियों के साथ मिश्रित पैनलों के इंटरफ़ेस की सूक्ष्म संरचना को दर्शाता है। चित्र 2 (ए) डीटी4 इंटरलेयर के साथ मिश्रित प्लेट के इंटरफ़ेस माइक्रोस्ट्रक्चर को दर्शाता है। आधार परत पर अनाज की संरचना पट्टी के आकार की होती है, जो मुख्य रूप से फेराइट और पर्लाइट से बनी होती है। हालाँकि, DT4 इंटरलेयर पर दाने का आकार असमान है, केवल कुछ छोटे दाने और मोटे दाने फेराइट हैं। प्लास्टिसिटी और कठोरता खराब है, और इस स्थान पर कतरनी बल के तहत फ्रैक्चर होने का खतरा है। चित्र 2 (बी) एसएल3 इंटरलेयर के साथ मिश्रित प्लेट की इंटरफ़ेस संरचना को दर्शाता है। आधार परत मुख्य रूप से पर्लाइट और फेराइट से बनी होती है, जिसमें स्टील की तरफ लगभग 5 {{15 }} μ मीटर की चौड़ाई वाली डीकार्बराइजेशन परत होती है। टाइटेनियम की तरफ एक स्पष्ट ग्रे काला प्रसार बैंड बनता है, और लगभग 80 μ मीटर के व्यास के साथ टाइटेनियम की तरफ की संरचना रॉड के आकार की होती है। Fe - Ti का एक स्थिर तत्व होने के कारण, Fe का Ti में घुलने से Ti का यूटेक्टॉइड संक्रमण तापमान कम हो जाता है, और - चरण न्यूक्लियेट होता है और ठंडा होने पर - चरण बनाने के लिए बढ़ता है। तालिका 1 के अनुसार, सैंडविच सामग्री SL3 की कार्बन सामग्री अपेक्षाकृत अधिक, 0.06% है। C तत्व के प्रसार से TiC परत बनने की अधिक संभावना है, और एक मोटी TiC परत इंटरफेशियल बॉन्डिंग ताकत को कम कर देगी।
