249 / 2021-04-15 14:30:11

冷喷涂和轧制制备钛/钢复合板研究

冷喷涂,轧制,钛钢

针对当前轧制法、爆炸法和热扩散法等钛/钢复合板制备工艺存在的效率低、尺寸受限和界面氧化等问题，首次提出在钢板表面冷喷涂增材制造纯钛层结合后续热轧制的方法制备钛/钢复合板。通过系统研究冷喷涂、轧制和后续退火工艺对钛/钢复合板界面、组织结构和力学性能的影响，阐明了轧制变形过程中复合材料的塑性变形行为与组织演变规律，揭示了层间界面的扩散相变与微观结合机理。研究结果表明，冷喷涂增材制造实现了纯钛粉末和钢板的预结合，避免了界面氧化的发生；热轧制修复了冷喷涂沉积钛层内部的孔隙和缺陷并实现了钛颗粒/钛颗粒界面和钛/钢界面的冶金结合；退火处理促进了钛/钢复合板的回复和再结晶。经优化工艺制备的钛/钢复合板界面结合良好，抗拉强度、剪切强度和延伸率分别达到599 MPa、309 MPa和36%，而且具有良好的变形性能和抗腐蚀性能，各项性能均大幅度超过国家标准和其他工艺制备的钛/钢复合板。相比传统钛/钢复合板的制备方法，该方法利用冷喷涂低温高速的特性实现钛/钢两种材料的无氧化紧密结合，具有无尺寸限制，无真空要求，可连续生产等优势，具有良好的应用前景。