[发明专利]以IF钢为过渡层高性能双面钛钢复合板及其制备方法

说明书

本发明公开以IF钢为过渡层高性能双面钛钢复合板及其制备方法。制造复合板的复合坯包括IF钢、钛复材和基材。基材为C≤0.22％的普碳钢或低合金钢；钛复材为工业纯钛TA2，基材与复材厚度比为5～10，钛复材长、宽小于基材且与其四条边的边距为60～100mm；将密封焊接后的复合坯加热至900～920℃保温，保温时间1min/mm×复合坯总厚度，开轧温度880～900℃，终轧温度≥800℃，空冷至室温，单道次压下率≥15％，头三道次压下率≥20％，总压下率≥75％；生产的钛钢复合板的厚度为6～45mm，IF钢过渡层厚度为80～120μm；适用于对内外表面均提出耐腐蚀性能要求且兼顾整体力学性能的结构。

技术领域

本发明属于复合板制备技术领域，特别涉及到一种应用真空复合+轧制技术生产高性能双面钛钢复合板的工艺方法。

背景技术

钛钢复合板既具有钛复层优良的耐腐蚀性能，又具有基层结构钢的强度和塑性，与钛板相比其经济成本大幅度下降，尤其是双面钛钢复合板，因其表层均为钛板，整体抗腐蚀性能极强，是耐腐蚀环境设备制造的理想材料，在石油化工、制盐、电力、海水淡化、海洋工程等领域得到推广应用且应用潜力极大。近年来，众多学者针对轧制法制备钛钢复合板技术进行了研究。

CN105080997A公开了一种无中间层钛钢复合板的制备方法、CN104624644A公开了钛钢复合板的生产方法、CN105107841A公开了钛钢复合板的制备方法，上述专利文献中均采用钛钢直接复合轧制技术进行钛钢复合板的制备，制备工艺简单，不添加过渡层，通过较高的终轧温度，使界面化合物破碎后产生微孔洞的可能性减小，从而使界面上的孔洞对结合性能的负面影响降低到最小。

CN104907332A公开了以镍为中间层的钛钢复合板的生产方法、CN104907333A公开了以镍为中间层的钛钢复合板的高温制备方法、CN104826866A公开了以镍为中间层的钛钢复合板的高温轧制方法，上述专利文献中均通过在钛钢复合界面之间插入适当的金属镍做过渡层，进而阻止钛、铁等元素的相互扩散，改善界面的结合效果，提高产品质量。

王敬忠，颜学柏，阎静亚在《有色金属》2009年61卷第4期39-42页中发表的论文“钛-钢复合板生产中的过渡层材料”、CN104998903A公开的以铜为中间层钛钢复合板的制备方法、CN104874636A公开的以铜为中间层钛钢复合板的高温制备方法以及CN104874635A公开的以铜为中间层高结合强度钛钢复合板的制备方法中，均采用以铜为过渡层，防止钛钢复合板在制备过程中界面上钛铁化合物的生成，同时利用轧制过程将结合面液相挤出，获得洁净的新生面，从而实现钛钢界面的良好结合。

综上所述，若钛钢直接复合进行轧制，在结合界面不可避免的会产生大量的钛铁和钛碳脆性化合物，严重影响钛钢复合板的结合性能。然而，现有的加入铜、镍等纯金属制备技术，不仅得到的结合性能有限，经济成本也较高，无法满足市场对复合性能越来越高的要求。同时，在石油化工、制盐、电力、海水淡化、海洋工程等腐蚀环境条件下，往往结构件内外表面均处于腐蚀环境当中，需同时具备抗腐蚀性能。目前，针对单面钛钢复合板制备技术已经开展了大量的研究工作，但是关于双面钛钢复合板制备技术并未深入开展。

面对各腐蚀环境、领域对其结构件的抗腐蚀性能、力学性能和经济成本的要求，开发一种低成本、高质量双面钛钢复合板的制备技术已经成为了市场的迫切需求。

发明内容

基于上述钛钢复合板制备技术存在的问题，本发明的目的是提供一种以IF钢为过渡层高性能双面钛钢复合板的制备方法，通过控制钛钢复合界面上钛、碳间的反应程度和反应物的分布状态，得到复合面抗剪切强度≥350MPa的高性能双面钛钢复合板。