D0L:10.13374.issn1001-053x.2012.06.011 第34卷第6期 北京科技大学学报 Vol.34 No.6 2012年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun.2012 TA2Q235B爆炸复合板钢侧组织特征 刘继雄 赵爱民江海涛“唐荻王进 北京科技大学治金工程研究院，北京100083 通信作者，E-mail:nwpujht(@yahoo.com,cn 摘要借助光学显微镜、电子背散射衍射和扫描电子显微镜等测试技术和手段，系统地研究热处理温度对TA2一Q235B爆 炸复合板钢侧组织转变的影响，并分析了其形成机理。结果表明：在热处理过程中，钢侧界面组织发生脱碳，形成完全由铁素 体组织组成的脱碳层，这些铁素体没有织构特征：当热处理温度在850℃及以下时，钢侧界面组织在靠近波头漩涡的地方发生 异常长大，形成粗大的铁素体：当热处理温度在900℃及以上时，钢侧界面组织在钛钢复合界面上发生异常长大，产生柱状的 铁素体组织.这些组织的形成受到碳元素的扩散和钢侧基体组织相变的共同作用.热处理过程中，界面产生的TC在界面上 分布不均，随温度升高，在界面局部富集，从而加速了碳元素向界面的扩散 关键词钛：碳钢；金属复合：爆炸焊接：界面结构；热处理；温度 分类号TG456.6 Microstructure features of the steel side in TA2-Q235B explosive clad plates LIU Ji-xiong,ZHAO Ai-min,JIANG Hai-tao,TANG Di,WANG Jin Metallurgical Engineering Research Institute,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:nwpujht@yahoo.com.cn ABSTRACT The effect of heat treatment temperature on the microstructure transformation of the steel side in TA2-0235B explosive clad plates was studied by optical microscopy (OM),electron backscatter diffraction (EBSD)and scanning electron microscopy (SEM),and the formation mechanism was also analyzed.During the heat treatment process,the interface structure of the steel side decarburized,and a decarburized layer which is comprised of ferrite without structure characters formed.At 850C and below,the in- terface structure of the steel side near the swirl of the wave tip developed abnormally into big ferrite.At 900 C and above,the interface structure of the steel side unusually grew into a columnar-structure ferrite structure.These aforesaid structures are influenced by both carbon diffusion and the phase transformation of matrix microstructure in the steel side.During the heat treatment process,TiC genera- ted on the interface unevenly distributed on the interface,and locally accumulated on the interface with the increase of temperature, which accelerates the diffusion of carbon to the interface. KEY WORDS titanium:carbon steel:metal cladding:explosive bonding:interface structure;heat treatment:temperature 钛钢复合板充分利用钛材优异的耐蚀性能和钢 发生元素的扩散，使界面附近的组织发生转变，同时 材优良的力学性能，获得了良好的综合性能，并降低 会形成反应相，对界面结合性能产生重要影响.目 了材料成本.在化工、海水淡化、真空制盐和电厂脱 前对于钛钢复合板的爆炸复合工艺参数、界面组织 硫等领域得到了广泛地应用.爆炸法是生产钛钢复 特征和性能研究较多-.颜学柏等m研究了加热 合板的主要方法之一·它是利用炸药产生的高速冲 对钛钢爆炸复合板性能的影响.结果表明850℃以 击波，使钛材和钢材短时间内实现牢固地固相结合， 上加热使复合板的剪切强度和分离强度大大降低. 同时获得具有波状特征的界面，该界面上元素的扩 Akbari Mousavi等图研究了不同热处理工艺下钛钢 散距离短，脆性金属间化合物少，结合强度高.爆炸 爆炸复合板扩散区形成的界面金属间化合物的组成 法生产的钛钢复合板热加工过程中，复合界面上会 和厚度.另外国内外学者对热处理过程中在界 收稿日期：201104-24第 34 卷 第 6 期 2012 年 6 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 34 No． 6 Jun． 2012 TA2--Q235B 爆炸复合板钢侧组织特征 刘继雄 赵爱民 江海涛 唐 荻 王 进 北京科技大学冶金工程研究院，北京 100083 通信作者，E-mail: nwpujht@ yahoo． com． cn 摘 要 借助光学显微镜、电子背散射衍射和扫描电子显微镜等测试技术和手段，系统地研究热处理温度对 TA2--Q235B 爆 炸复合板钢侧组织转变的影响，并分析了其形成机理． 结果表明: 在热处理过程中，钢侧界面组织发生脱碳，形成完全由铁素 体组织组成的脱碳层，这些铁素体没有织构特征; 当热处理温度在 850 ℃及以下时，钢侧界面组织在靠近波头漩涡的地方发生 异常长大，形成粗大的铁素体; 当热处理温度在 900 ℃及以上时，钢侧界面组织在钛钢复合界面上发生异常长大，产生柱状的 铁素体组织． 这些组织的形成受到碳元素的扩散和钢侧基体组织相变的共同作用． 热处理过程中，界面产生的 TiC 在界面上 分布不均，随温度升高，在界面局部富集，从而加速了碳元素向界面的扩散． 关键词 钛; 碳钢; 金属复合; 爆炸焊接; 界面结构; 热处理; 温度 分类号 TG456. 6 Microstructure features of the steel side in TA2-Q235B explosive clad plates LIU Ji-xiong，ZHAO Ai-min，JIANG Hai-tao ，TANG Di，WANG Jin Metallurgical Engineering Research Institute，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China Corresponding author，E-mail: nwpujht@ yahoo． com． cn ABSTRACT The effect of heat treatment temperature on the microstructure transformation of the steel side in TA2-Q235B explosive clad plates was studied by optical microscopy ( OM) ，electron backscatter diffraction ( EBSD) and scanning electron microscopy ( SEM) ，and the formation mechanism was also analyzed． During the heat treatment process，the interface structure of the steel side decarburized，and a decarburized layer which is comprised of ferrite without structure characters formed． At 850 ℃ and below，the in￾terface structure of the steel side near the swirl of the wave tip developed abnormally into big ferrite． At 900 ℃ and above，the interface structure of the steel side unusually grew into a columnar-structure ferrite structure． These aforesaid structures are influenced by both carbon diffusion and the phase transformation of matrix microstructure in the steel side． During the heat treatment process，TiC genera￾ted on the interface unevenly distributed on the interface，and locally accumulated on the interface with the increase of temperature， which accelerates the diffusion of carbon to the interface． KEY WORDS titanium; carbon steel; metal cladding; explosive bonding; interface structure; heat treatment; temperature 收稿日期: 2011--04--24 钛钢复合板充分利用钛材优异的耐蚀性能和钢 材优良的力学性能，获得了良好的综合性能，并降低 了材料成本． 在化工、海水淡化、真空制盐和电厂脱 硫等领域得到了广泛地应用． 爆炸法是生产钛钢复 合板的主要方法之一． 它是利用炸药产生的高速冲 击波，使钛材和钢材短时间内实现牢固地固相结合， 同时获得具有波状特征的界面，该界面上元素的扩 散距离短，脆性金属间化合物少，结合强度高． 爆炸 法生产的钛钢复合板热加工过程中，复合界面上会 发生元素的扩散，使界面附近的组织发生转变，同时 会形成反应相，对界面结合性能产生重要影响． 目 前对于钛钢复合板的爆炸复合工艺参数、界面组织 特征和性能研究较多［1--6］． 颜学柏等［7］研究了加热 对钛钢爆炸复合板性能的影响． 结果表明 850 ℃ 以 上加热使复合板的剪切强度和分离强度大大降低． Akbari Mousavi 等［8］研究了不同热处理工艺下钛钢 爆炸复合板扩散区形成的界面金属间化合物的组成 和厚度． 另外国内外学者［9--12］对热处理过程中在界 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2012.06.011