[实用新型]一种以铌铁复合带为中间过渡层的钛钢复合板

说明书

技术领域

本实用新型属于金属复合层技术领域，具体涉及一种通过热轧将铌铁复合带作为中间过渡层使钛板和钢板复合成钛钢复合板。

背景技术

无论是压力容器还是实验室的化学反应容器，以及用于制药、食品、化工等工业领域中对液料的浓缩所用的小型冷却器，工业用来排放具有腐蚀性气体或液体的管道内层衬，材料的内层对耐腐蚀强度都有很高的要求，钛材是首选的材料，其次是不锈钢板，但钛材制造价格高昂，不锈钢板制作则耐腐蚀强度又不理想，现有一般采用钛钢复合板，钛钢复合板是钛与普通钢的复合材料，既有钛的耐蚀性，又有普通钢板作为结构物的强度，并且成本也大幅度下降。

由于钛和钢之间性能差异较大，元素扩散对复合板的剪切强度有直接影响，若采用直接轧制复合的方法，在钛和钢结合界面上易形成脆性相TiC、TiFe，氧化物及影响结合的缺陷等问题,使复合板的结合强度很难达到标准要求。TiC形成的原因是钢中的C元素在加热和轧制过程中向结合面扩散，与界面上的Ti元素形成金属间化合物,且由于钛元素和铁元素相互扩散易形成脆性的金属间化合物Fe₃Ti和Fe₂Ti。

为了生成合格的钛钢复合板，需采取一定的措施防止或抑制钢中的C元素向界面扩散，现有一般采取与钛有良好固溶性又能阻碍C元素扩散的金属作为钛钢复合板的中间过渡材料。

例如，专利201610562447.7《以钒为中间层的钛钢复合板的制备方法》公开了按照钢板/钛板/钒箔/钢板进行组坯，然后轧制，由于钛、钢性质差别大，仅仅钒作为中间层，不可能同时与钛和钢都具有优良的界面结合能力。

专利201510247275X《高结合强度的钛钢复合板的制备方法》公开了铜箔或镍箔作为中间层来制备钛钢复合板的方法，但是由于镍和钛、铜和钛在高温下可能反应，轧制后会导致复合界面不均匀，界面结合稳定性不高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可阻止钛钢复合板中钛、铁、碳元素相互扩散，且中间层分别与钛板和钢板结合能力强的钛钢复合板。

为了实现本实用新型的目的，发明人提供了一种以铌铁为中间过渡层的钛钢复合板，该钛钢复合板从上到下依次由钢板、铌铁复合带、钛板叠合轧制而成，其中铌铁复合带由铌层和纯铁层构成，铌层与钛板面叠合，纯铁层与钢板面叠合。

需要说明的是，叠合轧制是本领域的常规方法，是将两块或多块表面事先脱脂及打磨洁净处理过的相同尺寸的板料叠合在一起，在室温或再结晶温度以下进行轧制而成。

所述铌层厚度为0.2～0.5mm，所述纯铁层厚度为0.8～1.0mm，所述钢板厚度为50～200mm，所述钛板厚度为10～24mm。

所述钢板牌号为Q235B，Q345R，所述钛板牌号为TA1，TA2。

上述以铌铁为中间过渡层的钛钢复合板按照如下方法制备：

a)备料：准备规格相同的钢板、钛板、铌铁复合带各两块，侧面钢条四根，其中侧面钢条材质与钢板相同；

b)表面处理：对钢板、钛板中需要与其它面复合的一面进行打磨抛光处理，去除表面污物及氧化皮，铌铁复合带进行两面抛光，达到洁净无污物的要求；

c)组坯：按照钢板/铌铁复合带/钛板/钛板/铌铁复合带/钢板的顺序进行对称坯料组装，铌铁复合带中，铌金属面与钛板面叠合，纯铁面与钢板面叠合，将坯料四周焊接，坯料内部抽真空处理，得到组合坯料，其中在钛板与钛板接触面的两面上各刷涂隔离剂；

d)加热：将组合坯料送加热炉进行加热叠轧，加热温度850～930℃，加热时间＝1.5min×复合坯料总厚度(㎜)；

e)轧制：将加热后的坯料在热轧机上进行轧制，其中终轧温度为600～700℃，轧制总变形率＞85％，单道次变形率为5～20％，轧制速度为0.3～2m/s；

f)分离:将对称叠轧后的钛钢复合板四周边切除，沿钛板与钛板界面分开，得到两块以铌铁为中间过渡层的钛钢复合板。

a)步骤中所述的钛板长宽尺寸相对钢板长宽尺寸小80～100㎜，铌铁复合带长宽尺寸与钛板相同，侧钢条高度为(钛板+铌铁复合带厚度)×2，宽度为12～20㎜，长度比对应边钛板长度长20㎜。

c)步骤中真空度≤1×10^-2Pa。

c)步骤中具体组坯方法为：

①侧钢条加工：在四根侧钢条中的任意一根上钻孔，并在钻孔处接一根无缝碳钢管；