[發明專利]TA鈦與Q235鋼復合板/卷原料坯的室式爐加熱方法

在審

• 申請號: 202110505807.0
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113145663A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 彭琳;李軍;劉明;鐘勇;郭躍華
• 申請（專利權）人: 成都先進金屬材料產業技術研究院股份有限公司;攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: B21B45/00
• 分類號: B21B45/00
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 張小麗

本發明涉及鈦鋼復合材料生產領域，特別涉及TA鈦與Q235鋼復合板/卷原料坯的室式爐加熱方法。本發明所要解決的技術問題是提供TA鈦與Q235鋼復合板/卷原料坯的室式爐加熱方法，包括以下步驟：加入原料坯之前，先將室式爐爐膛溫度升至850～890℃，然后放入TA鈦與Q235鋼復合板/卷原料坯，當原料坯表面溫度達到750℃～780℃開始計時保溫；然后在0.5h內將爐膛溫度升至900～950℃繼續保溫。本發明方法加熱的鈦鋼復合板/卷原料坯進行后續軋制更順利，所得鈦鋼復合板/卷質量優異。

技術領域

本發明涉及鈦鋼復合材料生產領域，特別涉及α型TA鈦(即TA1～TA3鈦)與Q235鋼復合板/卷原料坯的室式爐加熱方法。

背景技術

鈦鋼復合板是集鋼鐵和鈦材的優勢于一身的新材料，與單獨使用鈦及鈦合金相比，既節約了鈦資源，降低成本，又能擁有良好的耐蝕性能，受到了世界各國的普遍重視，廣泛應用于石油、化工、紡織印染、制鹽、核電、海洋工程等領域。

鈦鋼復合板的主要生產方法有爆炸復合法、擴散復合法、爆炸復合-軋制法和軋制復合法四種。爆炸復合法生產的鈦鋼復合板結合強度高，綜合性能好，且生產技術十分成熟，但爆炸復合法生產復合板收得率不高，尺寸受到限制，且爆炸復合法在作業中對環境影響也大。擴散復合法產品質量穩定，收得率高于爆炸復合法，但該法效率較低，設備投資大，復合板的尺寸受設備的影響很大。隨著鋼鐵廠大負荷板材軋機的出現，針對于上兩種生產方法在復合板尺寸方面的限制，隨即發展出了爆炸復合-軋制法。爆炸復合-軋制法是先由原料爆炸復合，然后經加熱、軋制后生產的復合板，采用該種方法生產的復合板在尺寸方面的限制得到了比較好的改善，生產效率也優于爆炸復合法和擴散復合法，但該種方法生產的復合板在接合界面易生成脆性層，影響到剪切強度，且還是存在有爆炸工序，對環境也有較大的影響。軋制復合法生產的復合板產品尺寸自由度大、表面質量好，尺寸精度、生產率、成品率均高，剪切強度與爆炸-軋制復合板相比相差不大，省去了爆炸工序對環境的影響最小，且采用的是鋼鐵廠的大負荷軋機作為主體設備，易于實現大規模工業化生產，因此該法越來越受到關注和重視，成為近年來的研究熱點和未來的發展趨勢。

α型TA1～TA3工業純鈦與Q235鋼復合板(卷)是典型的鈦鋼復合板，在軋制復合前的加熱中必須要考慮的問題是：α型TA1～TA3工業純鈦的β相變溫度大約在890℃左右，所以，希望加熱過程中的最高溫度不得高于890℃，否則會出現大量的Ti-Fe金屬間脆性化合物，以及脆性的TiC，難于實現后續鈦鋼復合板的軋制。而Q235鋼的γ相變溫度大約在860℃左右，最低加熱溫度則必須大于860℃，否則會導致鋼延展性不夠增大軋機負荷，也不利于鈦鋼復合板順利軋制。因此，鈦鋼復合板軋制復合前的加熱工序，存在有加熱溫度區間小，僅為30℃的問題，給鈦鋼復合板的生產帶來了很大的難度。

世界金屬2019年第一期，66-69頁的“鈦鋼復合板的軋制復合工藝”文獻資料，研究了加熱溫度和變形量對鈦鋼復合板貼合情況以及對剪切強度的影響。該文重點研究了800℃、850℃和900℃三種加熱溫度，在50％和80％變形量情況下對貼合情況和剪切強度的影響。最后該文推薦的最優工藝為900℃的加熱溫度，在80％變形量條件下生產的鈦鋼復合板可以滿足GB/T 8547-2006標準對結合率和剪切強度的要求，800℃和850℃則不能滿足GB/T8547-2006標準的要求。但仔細的閱讀該篇文獻，發現即使是在900℃加熱溫度和80％變形量條件下生產復合板上取的三個試樣，也僅有兩個符合GB/T 8547-2006標準要求，也即該文獻推薦最佳工藝所生產的鈦鋼復合板的合格率也僅有三分之二。另外，該文獻僅涉及到加熱溫度，沒有涉及到更關鍵的加熱時間。

鋼鐵研究學報31卷第2期(2019年2月)，214-220頁的“真空制坯熱軋鈦/鋼復合板工藝及性能”文獻資料，采用加熱溫度為850℃，保溫2小時后進行軋制，可以生產出符合要求的鈦鋼復合板，但850℃的加熱溫度還沒有到達Q235鋼860℃的γ(奧氏體)相變點，也即此時的Q235鋼還是α型的鐵素體，軋機的負荷極大，普通鋼廠的大型軋機很難實現后續的軋制生產。

發明內容