שיטות ההכנה שללוחות מרוכבים מפלדת טיטניוםכוללים בעיקר שיטת פיצוץ, שיטת פיצוץ+גלגול, שיטת גלגול ושיטת דיפוזיה. לשיטת הדיפוזיה להכנת לוחות מרוכבים מפלדת טיטניום יש זמן מרוכב ארוך יותר וחוזק ממשק לא מספיק, מה שהופך אותה לא מתאימה לייצור תעשייתי. הייצור המקומי נוקט בעיקר בשיטת הפיצוץ, שיש לה תהליך פשוט, טכנולוגיה בוגרת וחוזק ממשק מרוכב גבוה של המוצר. עם זאת, יש לו את החסרונות של זיהום רעש גבוה לסביבה וגודל הכנה מוגבל. רוב המדינות הזרות משתמשות בשיטת גלגול לייצור לוחות מרוכבים מפלדת טיטניום, אשר לא רק בעלת מפרטי רוחב וגודל של לוחות ניתנים לשליטה, אלא גם בעלת ביצועי ממשק מרוכבים יציבים וטהורים, ולמעשה הימנעות מהבעיות האמורות לעיל. בעתיד היא תחליף בהדרגה את שיטת הפיצוץ כשיטה המרכזית להכנת לוחות מרוכבים מפלדת טיטניום.
ניתן לחלק את הכנת לוחות מרוכבים בשיטת גלגול לשיטת גלגול ישיר ושיטת גלגול ואקום. בעת שימוש בשיטת גלגול ישיר להכנת לוחות מרוכבים מפלדת טיטניום, הלחץ בין משטחי המתכת המרוכבת הוא בדרך כלל מעל 105Pa. בשלב זה, החומר המרוכב מטיטניום יעבור בהכרח תגובה חזקה עם חמצן, מה שמפריע לחיבור המתכתי בממשק ומוביל לכשל מרוכב. לכן, יש להשתמש בשיטת גלגול ואקום [10]. בייצור בפועל, בילטים מרוכבים מפלדת טיטניום מוכנים לרוב על ידי הרכבה סימטרית של הבילטים ושאיבת ואקום של הנקבוביות השמורות בתפרי הריתוך של הבילטים, ולאחר מכן נתונים לחימום וגלגול. בחירת דרגת הוואקום היא המפתח להבטחת הניקיון של פני השטח של פלדת הטיטניום להיות מתכת מרוכבת במהלך תהליך החימום והגלגול. כאשר הוואקום גבוה מדי, יש יותר אוויר שיורי בבלט המרוכב, אשר מזהם את ממשק המרוכב; כאשר הוואקום נמוך מדי, קצב מיצוי הוואקום איטי, מה שמשפיע על יעילות הייצור. כיום, רוב המחקר מתמקד בתהליך הגלגול החם של לוחות מרוכבים מפלדת טיטניום, עם מעט תשומת לב להשפעה של דרגת הוואקום על המיקרו-מבנה והמאפיינים של תהליך ההכנה של לוחות מרוכבים מפלדת טיטניום מגולגלים. לכן, מאמר זה מנתח את מבנה המיקרו-ממשק והתנהגות החמצון של לוחות מרוכבים מפלדת טיטניום מגולגלים בדרגות ואקום שונות, בשילוב עם מיקרו קשיות וחוזק גזירה, כדי לספק דרגת ואקום סבירה להכנת בילטים מרוכבים מפלדת טיטניום, שיש לה משמעות מנחה חשובה עבור התעשייה התעשייתית. ייצור לוחות מרוכבים מפלדת טיטניום בשיטות גלגול.
פלדת Q345R משמשת כמתכת הבסיס, וטיטניום תעשייתי טהור TA2 משמש כחומר המרוכב. ההרכב הכימי הספציפי שלו מוצג בטבלה 1
הכנת לוחות מרוכבים מפלדת טיטניום בניסוי זה כוללת את התהליכים הבאים: הכנת בילט, טיפול פני השטח, ציפוי חומר בידוד, איטום וריתוך בילט, וחימום וגלגול. מעובד למצע Q345R במידות של 180 מ"מ × 130 מ"מ × 40 מ"מ וקומפוזיט TA2 במידות של 180 מ"מ × 130 מ"מ × 10 מ"מ באמצעות חיתוך תיל; פוליש את פני המתכת המרוכבת עד שהמתכת הטרייה תחשוף לחלוטין, ולאחר מכן נגב אותה באלכוהול כדי להסיר כתמי שמן משטח, חמצון וזיהומים אחרים; לפני ההרכבה, יש צורך לצבוע באופן שווה את פני השטח בין חומרי הטיטניום המרוכבים בחומר שחרור; בהרכבת הבילט משתמשים בשיטת החריץ שהיא הרכבת הבילט בצורה סימטרית על ידי כיסוי המצע החיצוני בפלדה והשכבה הפנימית בטיטניום מרוכב; שימוש בריתוך קשת ידני כדי לאטום ולרתך סביב המצע, תוך השארת פער לחילוץ ואקום, ליצירת בילט מרוכב מפלדת טיטניום. הכינו שלושה סטים של בילטים מרוכבים מפלדת טיטניום באותו גודל, והשתמשו במשאבה מולקולרית ואקום כדי לחלץ ואקום מהחלק הפנימי של הבילטים המרוכבים, כך שדרגות הוואקום בתוך הבילטים יהיו 1, 0.1 ו-0.01 Pa, בהתאמה, וכן רשמו אותם כדוגמאות 1 #, 2 # ו-3 #, בהתאמה. מניחים את הבילט המורכב מפלדת טיטניום המורכב לתוך תנור חימום ומחממים אותו בטמפרטורה של 930 מעלות.
לאחר 2 שעות של בידוד, הגלגול מתבצע בקצב הפחתה כולל של 80% ומהירות גלגול של 0.3m/s. לאחר הגלגול, הוא מקורר באוויר לטמפרטורת החדר. דגימות מטאלוגרפיות נלקחו ולוטשו מהממשק המרוכב וממיקום ההדבקה של שכבת הטיטניום המרוכבת על לוח המורכב מפלדת טיטניום. קורוזיה בוצעה באמצעות תמיסת אלכוהול 4% חומצה חנקתית, והמיקרומבנה של הדגימה נצפה ונותח על ידי ספקטרום אנרגטי EDS באמצעות מיקרוסקופ אלקטרוני סורק. ניתוח קשיות בוצע במיקומים שונים של הדגימה באמצעות בודק קשיות של Vickers, ותכונות מכניות של הלוח המרוכב מפלדת טיטניום נבדקו באמצעות מכונת מתיחה אוניברסלית.
