论文部分内容阅读
热轧钛-钢复合板结合了钛耐蚀、密度小、比强度高及钢材较好的强度性能特点,在海洋工程、石油化工等领域应用前景广阔。现有关于热轧钛-钢复合板的研究,大多是探究轧制工艺参数对复合界面组织性能的影响,也有不少学者研究了Cu、Ni等中间层材料对复合界面的影响,但对Nb中间层、Nb+Ni双中间层的讨论较少。本文使用真空热轧复合法制备以Nb作中间层及Nb+Ni作双中间层的Q235-TA2复合板,利用OM、SEM观察复合界面显微结构,结合SEM-EDS说明复合界面元素扩散情况;通过压剪实验表征复合界面结合性能,并利用XRD结果对压剪断口进行物相分析。全文主要内容如下:首先分析了中间层对热轧钛-钢复合板复合界面的影响。轧制温度为875 ℃时,Nb中间层试样压剪强度最高(280 MPa),Nb+Ni双中间层试样次之(239 MPa),无中间层试样最低(231 MPa)。Nb中间层试样Q235-Nb界面存在Fe2Nb,压剪试样在Q235-Nb界面处发生断裂;Nb+Ni双中间层试样Nb-Ni界面存在Ni3Nb层及沿界面少量分布的微孔,压剪试样在Nb-Ni界面处发生断裂;无中间层试样Q235-Ti界面存在脆性TiC,压剪试样在Q235-Ti界面发生断裂。当轧制温度为925 ℃时,Nb中间层试样压剪强度仍高于Nb+Ni双中间层试样压剪强度。同轧制温度为875 ℃时的试样相比,轧制温度为925 ℃时Nb及Nb+Ni双中间层试样压剪强度均降低。Nb中间层试样Q235-Nb界面处脆性Fe2Nb相生成量增加,并伴随新相FeNb的生成。Nb+Ni双中间层试样Nb-Ni复合界面微孔尺寸增大数量增加,Ni3Nb金属间化合物层宽度增厚。其次,分别讨论正火及高温回火热处理对无中间层试样复合界面的影响。经650 ℃高温回火及900 ℃正火热处理后,试样压剪强度分别为138 MPa及143 MPa,试样Q235-Ti界面近Q235侧形成薄膜状TiC层,TiC厚度较轧态显著增加。高温扩散导致TiC层厚度增加是复合界面结合强度降低的主要原因。最后讨论热处理对Nb中间层试样复合界面的影响。高温回火试样Q235-Nb界面微孔的存在使得其压剪强度(162 MPa)略低于正火试样压剪强度(171 MPa)。高温回火及正火处理后,Q235-Nb界面均生成Fe2Nb,正火态试样Nb-Ti界面存在α-Ti+β-Ti两相混合组织。不同热处理条件下,试样压剪过程中均在Q235-Nb界面处发生断裂,Q235-Nb界面结合强度弱于Nb-Ti界面结合强度。