[发明专利]TA钛与Q235钢复合板/卷原料坯的连续炉等温加热法

说明书

本发明涉及钛钢复合材料生产领域，特别涉及TA钛与Q235钢复合板/卷原料坯的连续炉等温加热法。本发明所要解决的技术问题是提供TA钛与Q235钢复合板/卷原料坯的连续炉等温加热法，包括以下步骤：将TA钛和Q235钢组坯得到原料坯，将原料坯进入连续式加热炉，依次经预热、加热、均热即可；其中预热段、加热段、均热段的炉膛温度均为890～910℃，预热段、加热段、均热段的空气过剩系数均为1.30～1.50。本发明方法加热的钛钢复合板/卷原料坯进行后续轧制更顺利，所得钛钢复合板/卷质量优异。

技术领域

本发明涉及钛钢复合材料生产领域，特别涉及TA钛(即α型TA1～TA3钛)与Q235钢复合板/卷原料坯的连续炉等温加热法。

背景技术

钛钢复合板是集钢铁和钛材的优势于一身的新材料，与单独使用钛及钛合金相比，既节约了钛资源，降低成本，又能拥有良好的耐蚀性能，受到了世界各国的普遍重视，广泛应用于石油、化工、纺织印染、制盐、核电、海洋工程等领域。

钛钢复合板的主要生产方法有爆炸复合法、扩散复合法、爆炸复合-轧制法和轧制复合法四种。爆炸复合法生产的钛钢复合板结合强度高，综合性能好，且生产技术十分成熟，但爆炸复合法生产复合板收得率不高，尺寸受到限制，且爆炸复合法在作业中对环境影响也大。扩散复合法产品质量稳定，收得率高于爆炸复合法，但该法效率较低，设备投资大，复合板的尺寸受设备的影响很大。随着钢铁厂大负荷板材轧机的出现，针对于上两种生产方法在复合板尺寸方面的限制，随即发展出了爆炸复合-轧制法。爆炸复合-轧制法是先由原料爆炸复合，然后经加热、轧制后生产的复合板，采用该种方法生产的复合板在尺寸方面的限制得到了比较好的改善，生产效率也优于爆炸复合法和扩散复合法，但该种方法生产的复合板在接合界面易生成脆性层，影响到剪切强度，且还是存在有爆炸工序，对环境也有较大的影响。轧制复合法生产的复合板产品尺寸自由度大、表面质量好，尺寸精度、生产率、成品率均高，剪切强度与爆炸-轧制复合板相比相差不大，省去了爆炸工序对环境的影响最小，且采用的是钢铁厂的大负荷轧机作为主体设备，易于实现大规模工业化生产，因此该法越来越受到关注和重视，成为近年来的研究热点和未来的发展趋势。

α型TA1～TA3工业纯钛与Q235钢复合板/卷是典型的钛钢复合板，在轧制复合前的加热中必须要考虑的问题是：α型TA1～TA3工业纯钛的β相变温度大约在890℃左右，所以，希望加热过程中的最高温度不得高于890℃，否则会出现大量的Ti-Fe金属间脆性化合物，以及脆性的TiC，难于实现后续钛钢复合板的轧制。而Q235钢的γ相变温度大约在860℃左右，最低加热温度则必须大于860℃，否则会导致钢延展性不够增大轧机负荷，也不利于钛钢复合板顺利轧制。因此，钛钢复合板轧制复合前的加热工序，存在有加热温度区间小，仅为30℃的问题，给钛钢复合板的生产带来了很大的难度。

世界金属2019年第一期，66-69页的“钛钢复合板的轧制复合工艺”文献资料，研究了加热温度和变形量对钛钢复合板贴合情况以及对剪切强度的影响。该文重点研究了800℃、850℃和900℃三种加热温度，在50％和80％变形量情况下对贴合情况和剪切强度的影响。最后该文推荐的最优工艺为900℃的加热温度，在80％变形量条件下生产的钛钢复合板可以满足GB/T 8547-2006标准对结合率和剪切强度的要求，800℃和850℃则不能满足GB/T8547-2006标准的要求。但仔细的阅读该篇文献，发现即使是在900℃加热温度和80％变形量条件下生产复合板上取的三个试样，也仅有两个符合GB/T 8547-2006标准要求，也即该文献推荐最佳工艺所生产的钛钢复合板的合格率也仅有三分之二。另外，该文献仅涉及到加热温度，没有涉及到更关键的加热时间。

钢铁研究学报31卷第2期(2019年2月)，214-220页的“真空制坯热轧钛/钢复合板工艺及性能”文献资料，采用加热温度为850℃，保温2小时后进行轧制，可以生产出符合要求的钛钢复合板，但850℃的加热温度还没有到达Q235钢860℃的γ(奥氏体)相变点，也即此时的Q235钢还是α型的铁素体，轧机的负荷极大，普通钢厂的大型轧机很难实现后续的轧制生产。

发明内容