,100 北京科技大学学报 第35卷 2.3界面组织形貌 图6(c)和(d)是870℃和930℃下轧制的复 图6(a)和(b)是870℃和930℃下轧制的复合 合板复合界面结合不良的界面组织扫描电镜照片 板复合界面结合较好的界面组织扫描电镜照片，由 由两图可以明显看出界面处的黑色物质，通过扫描 两图可以看出Q345钢的基体组织是铁素体(F)加 电镜分析可以知道，黑色物质是氧化物或是夹杂等 珠光体(P),而在靠近复合界面处几乎都是铁素体 脆性化合物.当复合板复合界面结合不良时，一旦 (F),说明在高温下碳元素从钢中向钛侧发生了书扩试样受力这种脆性化合物成为裂纹源导致复合板开 散，钛元素较活泼会从钛基体中向钢侧扩散，与碳 裂，从而影响复合板质量.这种氧化物的形成与轧 元素相遇形成TC脆性化合物，同时钛元素也会与 制前的焊接热影响有关，焊接可能导致部分金属表 铁元素结合，生成FeTi金属间化合物，而这些脆 面在复合前已产生氧化. 性化合物对复合板的结合性能有较大影响同 (b) 10m 10μm (4) 2四 2μm 图6不同轧制温度下试样复合界面处的扫描电镜照片.()870℃，界面结合良好：(b)930℃.界面结合良好：(c)870℃，界面 结合不良；(d)930℃，界面结合不良 Fig.6 Bonding interfacial SEM images of samples at different rolling temperatures:(a)870 C,good bonding interface:(b)930 ℃，good bonding interface;(c)87o℃，bad bonding interface;(d)g3o℃，bad bonding interface 3微观分析 TA1钛材中存在一定量的铁元素，钛的扩散比铁更 3.1界面分析 快，而这种扩散会生成TiC及FcTi金属间化合物， 热轧钛钢复合板的方法是基材与复材在高温 这些化合物硬度比较高、塑性低，对钛钢复合界面 的结合会产生不良的影响 高压下进行变形、焊合的一种工艺方法，在高温 图8为不同轧制温度下复合板复合界面不同位 的条件下，易于形成稳定的扩散，从而实现金属间 置的显微硬度变化曲线.由图可以看出，不同轧制 的焊合，而轧制后的钢坯余热可以使得扩散更为均 温度下，界面处显微硬度均比钢和钛的基体组织硬 匀、充分，有关研究证明这种扩散在钛/钢复合中起 度大.当轧制温度升高时，铁、钛和碳三种元素在钛 到了很重要作用冈，不过由于扩散的发生也有易于 基体中的扩散速度变大，从而更易于在界面处形成 形成TiC脆性化合物以及FeTi金属间化合物，而 脆性化合物，在界面处表现为显微硬度值随着温 这些物质对复合界面的性能影响较大 度的升高而升高. 图7为930℃时界面附近发生的元素扩散曲 金属复合目前有四种理论：机械啮合理论、再 线.由图可以看出扩散是与F和Ti的浓度梯度和 结晶理论、扩散理论、金属结合的能量理论以及N 扩散系数有关系的.由于Q345钢中没有钛元素，而 By机理9.实验在四个温度下进行轧制，不同轧