[發明專利]一種以IF鋼為過渡層的雙面鈦鋼復合板及其制備方法

有效

• 申請號: 201710983325.X
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN109693433B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 蔣健博;王長順;及玉梅;付魁軍;王佳驥;李文斌;劉芳芳;傅博;韓嚴法;胡奉雅
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: B32B15/18
• 分類號: B32B15/18;B32B15/01;B32B37/10;B32B38/00;B23P15/00;C22C14/00;C22C38/14
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本發明公開一種以IF鋼為過渡層的雙面鈦鋼復合板及其制備方法。制造復合板的復合坯包括IF鋼、鈦復材和基材。基材為C≤0.22％的普碳鋼或低合金鋼；鈦復材為工業純鈦TA2，基材與鈦復材厚度比為5～10，鈦復材長、寬小于基材且與其四條邊的邊距為60～100mm；將密封焊接處理后的復合坯加熱至900～920℃保溫，保溫時間為1min/mm×復合坯總厚度，開軋溫度880～900℃，終軋溫度≥800℃，單道次壓下率為15～20％，總壓下率≥70％；軋后IF鋼過渡層厚度為180～220μm；生產的雙面鈦鋼復合板的厚度為6～45mm。適用于氯堿、純堿、石油化工、制鹽、海水淡化用管道和海洋石油鉆探、管件。

技術領域

本發明屬于復合板制備技術領域，特別涉及到一種應用真空復合+軋制技術生產雙面鈦鋼復合板及其工藝方法。

背景技術

鈦鋼復合板既具有鈦復層優良的耐腐蝕性能，又具有基層結構鋼的強度和塑性，與鈦板相比其經濟成本大幅度下降，尤其是雙面鈦鋼復合板，因其表層均為鈦板，整體抗腐蝕性能極強，是耐腐蝕環境設備制造的理想材料，在石油化工、制鹽、電力、海水淡化、海洋工程等領域得到推廣應用且應用潛力極大。

目前，生產鈦鋼復合板的方法主要有4種：爆炸復合法、擴散復合法、爆炸復合-軋制法以及軋制復合法。前兩種工藝生產的復合板，尺寸較小，有時難以滿足用戶要求，由于大能力軋機的投產運營，這兩種方法只在某些特殊領域被采用，在國外出現了被淘汰的趨勢。后兩種方法能夠生產大尺寸的鈦鋼復合板，但是爆炸焊接-軋制法的工序復雜，影響復合板結合強度的因素多，而且能量消耗大、污染環境、成材率相對低，有被直接軋制法取代的趨勢。近年來，眾多學者針對軋制法制備鈦鋼復合板技術進行了研究。

CN105080997A公開了一種無中間層鈦鋼復合板的制備方法、CN104624644A公開了鈦鋼復合板的生產方法、CN105107841A公開了鈦鋼復合板的制備方法，上述專利文獻中均采用鈦鋼直接復合軋制技術進行鈦鋼復合板的制備，制備工藝簡單，不添加中間層，通過較高的終軋溫度，使界面化合物破碎后產生微孔洞的可能性減小，從而使界面上的孔洞對結合性能的負面影響降低到最小。

CN104907332A公開了以鎳為中間層的鈦鋼復合板的生產方法、CN104907333A公開了以鎳為中間層的鈦鋼復合板的高溫制備方法、CN104826866A公開了以鎳為中間層的鈦鋼復合板的高溫軋制方法，上述專利文獻中均通過在鈦鋼復合界面之間插入適當的金屬鎳做過渡層，進而阻止鈦、鐵等元素的相互擴散，改善界面的結合效果，提高產品質量。

王敬忠，顏學柏，閻靜亞在《有色金屬》2009年61卷第4期39-42頁中發表的論文“鈦-鋼復合板生產中的過渡層材料”、CN104998903A公開的以銅為中間層鈦鋼復合板的制備方法、CN104874636A公開的以銅為中間層鈦鋼復合板的高溫制備方法以及CN104874635A公開的以銅為中間層高結合強度鈦鋼復合板的制備方法中，均采用以銅為過渡層，防止鈦鋼復合板在制備過程中界面上鈦鐵化合物的生成，同時利用軋制過程將結合面液相擠出，獲得潔凈的新生面，從而實現鈦鋼界面的良好結合。

綜上所述，雖然在鈦鋼復合板制備方面，國內外開展了大量的研究工作并取得了較大的成果。但是，在軋制法制備鈦鋼復合板的工業生產中，若鈦鋼直接復合進行常規軋制，為了避免在復合界面則生成大量的鈦鐵和鈦碳脆性化合物，對基材的碳含量限制較大，無法采用力學性能較高的碳鋼作為基材，極大的限制了鈦鋼復合板的工程應用；若在鈦、鋼之間加入Cu、Ni等金屬過渡層，雖然復合性能得到了改善，但其不僅增加了生產經濟成本，更是提高了工藝復雜性。

另外，在石油化工、制鹽、電力、海水淡化、海洋工程等腐蝕環境條件下，往往結構件內外表面均處于腐蝕環境當中，需同時具備抗腐蝕性能。現有技術制備的單面鈦鋼復合板已經無法滿足雙腐蝕環境條件下結構材料的需要。另外，隨著工業技術的發展，各行業對結構的力學性能也提出了更高的要求。因此，面對實際應用環境對抗腐蝕材料的需求，迫切需要開發一種高性能、低成本，并適合工業大生產的雙面鈦鋼復合板制備方法。

發明內容