本發(fā)明涉及一種軋制鈦鋼復(fù)合型材的制造方法，同時(shí)也涉及該制造方法獲得的鈦鋼復(fù)合型材，屬于復(fù)合金屬型材制備。

背景技術(shù)：

1、型材是一種近終形的半成品，具有結(jié)構(gòu)效益高、力學(xué)性能好的特點(diǎn)，不需加工或經(jīng)少量加工后可直接作為結(jié)構(gòu)件使用。傳統(tǒng)型材為鋼材質(zhì)，在海洋環(huán)境下的耐腐蝕性能明顯弱于鈦合金。鈦合金具有比強(qiáng)度高、耐高溫、耐腐蝕等顯著特性，在海洋工程、航空航天、化工、裝備制造等行業(yè)有著廣泛且重要的應(yīng)用。鈦合金價(jià)格是普通鋼材的20多倍，現(xiàn)有技術(shù)使用鈦合金和普通鋼材制成鈦鋼復(fù)合板型材以獲得低成本、高耐腐蝕性能的板材。

2、在專利號(hào)為zl?202110163079.x的中國(guó)發(fā)明中，公開(kāi)了一種鈦鋼復(fù)合板型材的制備方法。該制備方法包括如下步驟：①用折彎?rùn)C(jī)將鈦鋼復(fù)合板冷彎成u型槽；②在兩個(gè)u型槽邊部的對(duì)應(yīng)位置進(jìn)行間斷式撕邊，即通過(guò)間斷式去除部分鈦復(fù)層使該區(qū)域下方的基層鋼板裸露；③對(duì)裸露的基層鋼板沿邊部45°方向打坡口；④兩個(gè)u型槽開(kāi)口相對(duì)且邊部對(duì)接，對(duì)撕邊位置處的基層鋼板進(jìn)行焊接，打磨焊渣；⑤在焊縫位置貼鈦條，用純鈦焊絲對(duì)撕邊位置處的鈦復(fù)層和鈦條進(jìn)行焊接，打磨焊渣；⑥用純鈦焊絲將其余未撕邊的對(duì)接縫焊滿；⑦對(duì)型材表面進(jìn)行修磨、噴砂處理。該制備方法能夠獲得鈦鋼復(fù)合板矩形管型材。

3、類似地，現(xiàn)有技術(shù)獲得鈦鋼復(fù)合型材的途徑均是先獲得鈦鋼復(fù)合板型材，再折彎、打磨、焊接板型材獲得工字鋼、槽鋼和t形鋼等型材。實(shí)踐證明，折彎次數(shù)過(guò)多會(huì)導(dǎo)致鈦鋼復(fù)合板出現(xiàn)鈦層與鋼層分離、折彎后倒角處外表面鈦層開(kāi)裂、折彎壓過(guò)、折彎回彈等問(wèn)題。又因?yàn)楹缚p處需要打磨去除局部的鈦合金，再焊接鋼基材，現(xiàn)有技術(shù)獲得的鈦鋼復(fù)合型材的工藝難度大、成本高，而強(qiáng)度不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的首要技術(shù)問(wèn)題在于提供一種軋制鈦鋼復(fù)合型材的制造方法。

2、本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問(wèn)題在于提供一種上述制造方法獲得的鈦鋼復(fù)合型材。

3、為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案：

4、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一方面，提供一種軋制鈦鋼復(fù)合型材的制造方法，包括如下步驟：

5、步驟s1：使用碳鋼制備外徑為d1的鋼芯材，使用鈦或鈦合金制備內(nèi)徑為d2的鈦管材，滿足d1＞d2，且d1＝d2+△d；其中，△d為預(yù)留過(guò)盈量，滿足△d≥d2α2(2)t2－d1α1(2)t2，并且根據(jù)所述鈦管材和所述鋼芯材在設(shè)計(jì)溫度的膨脹量差值計(jì)算所述預(yù)留過(guò)盈量△d；t2為鈦鋼復(fù)合坯在步驟s4中的加熱溫度；α1(2)為所述鋼芯材在t2溫度時(shí)的熱膨脹系數(shù)；α2(2)為所述鈦管材在t2溫度時(shí)的熱膨脹系數(shù)；

6、步驟s2：將所述鈦管材加熱到溫度t1，使所述鈦管材的內(nèi)徑d2膨脹到d3，滿足d3＞d1且d3－d1≥d’；d’是所述鋼芯材和加熱后的所述鈦管材之間的最小裝配間隙；然后將所述鋼芯材和加熱后的所述鈦管材裝配在一起，獲得所述鈦鋼復(fù)合坯；

7、步驟s3：將所述鈦鋼復(fù)合坯外部包裹耐高溫防氧化層；

8、步驟s4：將所述鈦鋼復(fù)合坯加熱到溫度t2；

9、步驟s5：將加熱后的所述鈦鋼復(fù)合坯進(jìn)行軋制，獲得鈦鋼復(fù)合型材；其中，所述鈦管材與所述鋼芯材在軋制過(guò)程中始終緊密配合，滿足d1+d1α1(2)t2≥d2+d2α2(2)t2。

10、其中較優(yōu)地，所述步驟s1還包括根據(jù)所述鈦管材的內(nèi)徑d2計(jì)算所述鋼芯材1的外徑d1。

11、其中較優(yōu)地，所述步驟s2還包括根據(jù)算式d2α2(1)t1－△d≥d’，計(jì)算所述鈦管材的加熱溫度t1；其中，α2(1)為所述鈦管材在t1溫度時(shí)的熱膨脹系數(shù)。

12、其中較優(yōu)地，所述步驟s4提供的所述鈦鋼復(fù)合坯軋制前的加熱溫度t2為1420±10℃。

13、其中較優(yōu)地，在所述步驟s1中制備的所述鈦管材為圓管或方管；所述鋼芯材為相應(yīng)形狀的圓鋼或方鋼。

14、其中較優(yōu)地，在所述步驟s1中，所述鈦管材是由制管生產(chǎn)線制成的直縫焊管，經(jīng)過(guò)定內(nèi)徑獲得管材內(nèi)徑d2。

15、其中較優(yōu)地，在所述步驟s1中，所述鋼芯材經(jīng)冷拔定徑獲得芯材外徑d1。

16、其中較優(yōu)地，所述步驟s2還包括將裝配后的所述鋼芯材和所述鈦管材的端部焊合的步驟。

17、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第二方面，提供一種上述制造方法獲得的鈦鋼復(fù)合型材，所述鈦鋼復(fù)合型材包括熱軋棒材和熱軋型材。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明實(shí)施例提供的軋制鈦鋼復(fù)合型材的制造方法，通過(guò)對(duì)鈦管材和鋼芯材的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，使鈦管材的內(nèi)徑小于芯材的外徑并滿足設(shè)計(jì)所需過(guò)盈量，然后將鈦管材加熱后與鋼芯材組合，實(shí)現(xiàn)了鈦管材和鋼芯材的緊密壓合。在鈦鋼復(fù)合坯加熱軋制的過(guò)程中，通過(guò)使鈦管材與鋼芯材始終緊密結(jié)合，避免了在鈦管材和鋼芯材的界面產(chǎn)生裂縫，從而得到合格的熱軋鈦鋼復(fù)合型材。該制造方法無(wú)需折彎和焊接，適于制造各種截面形狀的熱軋棒材和熱軋型材。所獲得的鈦鋼復(fù)合型材相較于鋼型材提高了表面耐腐蝕性能，相較于鈦型材降低了材料成本。

技術(shù)特征：

1.一種軋制鈦鋼復(fù)合型材的制造方法，其特征在于包括如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于：

3.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于：

4.如權(quán)利要求1～3中任意一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于：

5.如權(quán)利要求1～3中任意一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于：

6.如權(quán)利要求1～3中任意一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于：

7.如權(quán)利要求1～3中任意一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于：

8.如權(quán)利要求1～3中任意一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于：

9.一種由權(quán)利要求1～8中任意一項(xiàng)所述制造方法獲得的鈦鋼復(fù)合型材，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種軋制鈦鋼復(fù)合型材的制造方法和鈦鋼復(fù)合型材。該制造方法包括如下步驟：①使用碳鋼制備鋼芯材，使用鈦或鈦合金制備鈦管材，預(yù)留套裝過(guò)盈量；②加熱鈦管材，與鋼芯材套接形成鈦鋼復(fù)合坯；③鈦鋼復(fù)合坯外部包裹耐高溫防氧化層；④鈦鋼復(fù)合坯加熱到熱軋溫度；⑤軋制獲得鈦鋼復(fù)合型材。利用本發(fā)明，可以將鈦管材包復(fù)鋼芯材的復(fù)合坯直接軋制成型材，獲得適用于大批量生產(chǎn)的低成本、高耐腐蝕性復(fù)合型材。該制造方法無(wú)需折彎和焊接，所獲得的鈦鋼復(fù)合型材相較于鋼型材提高了表面耐腐蝕性能，相較于鈦型材降低了材料成本。

技術(shù)研發(fā)人員：劉鈺,劉洪成,劉嘉勛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：天津宏程新材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6