钛-钢金属复合材料

金属复合材料

一、概念、性能及用途

金属复合材料，是指利用复合技术或多种、化学、力学性能不同的金属在界面上实现冶金结合而形成的复合材料，其极大地改善单一金属材料的热膨胀性、强度、断裂韧性、冲击韧性、耐磨损性、电性能、磁性能等诸多性能，因而被广泛应用到产品广泛应用于石油、化工、船舶、冶金、矿山、机械制造、电力、水利、交通、环保、压力容器制造、食品、酿造、制药等工业领域。

二、生产方式、方法

1、国内外复合复合材料的生产方式主要有固—液相结合法、固相间结合法、叠板热轧法、扩散压接法、堆焊法、堆焊热轧法等。最常见的固相间结合法是爆炸焊接和热轧轧制。

爆炸焊接不锈复合钢板的方法在国内外的开发和应用均起步稍晚。60年代开发，70年代发展成熟，进入商业化生产。

2、轧制不锈复合钢复合钢板的方法早在20世纪30年代就引起了一些研究者的关注，轧制复合分为热轧复合和冷轧复合。这种复合法产量高，尺寸精度高，工艺及装备较为成熟，但往往要进行表面处理和退火强化处理，

例：

钛-钢复合板 GB 8547-87

本标准适用于耐蚀压力容器、贮槽及其他用途的钛-钢爆炸复合板或爆炸-轧制复合

1 术语

1．1钛-钢复合板：用爆炸或爆炸-轧制方法使钛(复材)与普通钢(基材)达到冶金结合的金属复合板。

1．2基材、复材、复合板的总厚度、外弯曲、内弯曲等定义按GB6396-86《复合钢板性能试验方法》的规定。

2 品种

2．1分类和代号复合板的分类和各类的代号应符合表1的规定。

表 1

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生产种类	代号	用途分类
爆炸钛-钢复合板	0类 1类 2类	BO B1 B2	O类：用于过渡接头，法兰等的高结合强度，且不允许不结合区存在的复合板 1类：将钛材作为强度设计的或特殊用途的复合板，如管板等 2类：将钛材作为耐蚀设计，而不考虑其强度的复合板，如简体等
爆炸-轧制钛-钢复合板	1类 2类	BR1 BR2

　注：爆炸钛-钢复合板以“爆”字汉语拼音字头“B”表示；爆炸-轧制钛-钢复合板以。“爆”和“热”字汉语拼音字头。 “BR”表示。

2．2适用材料复合板复材和基材应符合表2的规定，表中所列的复材与基材可以。自由结合。经供需双方协商也可提供其他复材或基材的复合板。

表 2

复材	基材
GB 3621-83《钛及钛合金板材》中的TA1、TA2 Ti-0.3 Mo-0.8 Ni Ti-0.2Pd	GB 709-88《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》 GB 711-88《优质碳素结构钢热轧厚钢板和宽钢带》 GB 712-88《船体用结构钢》 GB 713-86《锅炉用碳素钢和低合金钢钢板》 GB 3274-82《普通碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板技术条件》 GB 3531-83《低温压力容器用低合金钢厚钢板技术条件》 GB 6655-86《多层压力容器用低合金钢钢板》 GB 6654-86《压力容器用钢和低合金钢厚钢板》

　2．3供货状态

复合板以爆炸(B)或爆炸-轧制(BR)状态交货。爆炸复合板一般以消除应力(M)状态供应，其热处理制度按本标准附录A的规定。

2．4规格、外形尺寸及允许偏差

2．4．1复合板的厚度、宽度(或直径)、长度的尺寸及其允许偏差应符合表3和表4的规定。经供需双方协商也可提供其他规格或尺寸允许偏差有特殊要求的复合板。

表 3 mm

复合板厚度	复合板厚度允许偏差	板宽度(或直径)及允许偏差
小学科学网站宽度<1100	宽度>1100～1600	宽度>1600～2200
8～18 19～28 29～46 47～64	±0．8 ±1．O ±1．2 ±1．5	+15 O +50 O +50 0 +50 0	+15 O +50 0 +50 0 +50 0	+30 O +50 O +50 0 +50 O

　表 4 mm

复合板厚度	复合板长度及其允许偏差
长度<1100	长度>11OO～1600	长度>1600～2800	长度>2800～4500
8～18 19～64	+15 0 +50 0	+15 0 +50 0	+25 0 +50 O	协商协商

　2．4．2宽度大于1100mm或长度大于2200mm的复合板允许复材或基材拼焊。

2．4．3复合板复材的厚度一般为1．5～10mm爆炸复合板复材厚度的允许偏差不大于复材名义厚度的+10 -20％；爆炸一轧制复合板复材厚度的允许偏差不大于复材名义厚度的+2

0 -10％。

2．4．4复合板基材的厚度间隔按GB709-88的规定执行。

2．4．5复合板的不平度应符合表5的规定。需方有特殊要求时，可由供需双方协商确定。

表 5

梁有成

复合板分类	O类、1类	2类
厚度<30mm	厚度>30mm
复合板不平度，mm／m	<8	<6	<15

2．4．6复合板四角应切成直角，切斜应不大于其长度或宽度的允许偏差。厚度大于18mm或长度大于2800mm的复合板允许用其他切割方法切边。需方同意时，可不切边交货。

2．5标记示例

2．5．1复材厚度为6mm的TA2、基材厚度为30mm的A3钢、宽度为1000mm、长度为3000mm、消除应力状态的1类爆炸复合板标记为：

TA2／A3 B1 M 6／30×1000×3000 GB 8547-87

2．5．2复材厚度为2mm的TAl、基材厚度为10mm的A3钢、宽度为1100mm、长度为3500mm的2类爆炸-轧制复合板标记为：

TAl／A3 BR2 2／10×1100×3500 GB 8547-87

3 技术要求

3．1化学成分

3．1．1基材的化学成分应符合相应标准的规定。

3．1．2复材TAl、TA2的化学成分应符合GB3620-83《钛及钛合金牌号和化学成分》的规定；Ti-0．3Mo-0．8Ni和Ti-0．2Pd的化学成分应符合表6的规定。

表 6

胆汁酸金刚烷胺

化学成分组	主要成分，％	杂质含量，％；不大于
Ti	Mo	Ni	Pd	Fe	Si	C	N	H	O	其他元索总和
Ti-0．2 Pd	基			O．12～0．25	O．30	O．10	0．10西藏教育	0．03	O．015	O．25	0．3
Ti-0．3 Mo-O．8 Ni	基	O．2～O．4	O．6～O．9		O．30	0．10	0．08	O．03	0．015	0．25	0．3

注：其他元素含量出厂时不做检验。

3．2力学性能和工艺性能

复合板的力学性能和工艺性能应符合表7的规定。弯曲试验中试样弯曲至规定的角度后，在弯曲部分的外侧不允许产生裂纹，复合界面不允许分层。

表 7

拉伸试验	剪切试验	弯曲试验
抗拉强度σb N／mm2 (kgf／mm2)	伸长率δ ％②	剪切强度τ，N／mm2(kgf／mm2)	弯曲角α 度	弯芯直径D mm
O类复合板	其他类复合板
>δB	大于基材或复材标准中较低一方的规定值	>196 (≥20)	≥138 (≥14)	内弯180。，外弯由复材标准决定	内弯时按基材标准规定不够2倍时取2倍；外弯时为复合板厚度的3倍

注：①当用户要求时，供方可以做基材的拉伸试验，其抗拉强度应达到基材相应标准的要求。

②复合板的抗拉强度理论下限标准值δB按3．2．1计算。

③爆炸-轧制复合板的伸长率可以由供需双方协商确定。

3．2．1复合板的抗拉强度理论下限标准值δB按下列公式计算：

δB =(t1σ1+t2σ2) / (t1+t2)

式中：σ1-基材抗拉强度下限标准值，N／mm2(kgf／mm2 )；

σ2-复材抗拉强度下限标准值，N／mm2(kgf／mm2)；

t1——基材厚度，mm；

t2——复材厚度，mm。

3．3结合面积复合板的结合状态、结合面积应符合表8的规定。

表 8

0 类	1 类	2 类
面积结合率为10096	面积结合率大于98％；单个不结合区的长度不大于75mm，其面积不大于45cm2	面积结合率大于95％：单个不结合区的面积不大于60cm2

3．4拼焊质量基材或复材的拼焊焊缝应满足以下条件：

a．复材焊缝和基材焊缝应经无损检验，其判定标准及焊缝要求由供需双方协商确定；

b．拼板最小板宽不小于300mm：

c．基材和复材对接焊缝距离不小于100mm。

3．5表面质量

3．5．1爆炸复合板以原始表面交货，长度小于3000mm的爆炸-轧制复合板以酸洗表面交货。需方对表面有特殊要求时，可由供需双方协商确定。

3．5．2复合板复材的表面不允许有裂纹、起皮、压折、金属或非金属夹杂物等宏观缺陷。允许有不超出复材厚度公差之半的划伤、凹坑、压痕等缺陷。

3．5．3允许顺加工方向清除复材表面的局部缺陷，但清理后复材的厚度不得小于其最小允许厚度。

3．5．4复材表面未贯穿到基材的较小缺陷允许焊接修补，修补后的表面应与复材表面齐平。

4 试验方法

4．1化学成分仲裁分析方法

4．1．1复材化学成分的仲裁分析方法按4698．1～4698．16-84《钛及钛合金化学分析方法》进行。

4．1．2基材化学成分的仲裁分析方法按223．1～223．50《钢铁及合金化学分析方法》进行。

4．2力学性能和工艺性能检验方法复合板的剪切强度试验、弯曲试验、室温拉力试验按GB6396-86进行。

4．3结合面积检验方法复合板的结合状态和结合面积用超声波探伤法检验，探伤方法按本标准附录B进行。

4．4外形尺寸检查方法

4．4．1复合板的厚度在距顶角不小于100mm，距边部不小于20mm处测量。

4．4．2复合板的厚度可用千分尺、卡尺测量，也可用超声波测厚仪测量。用超声波测厚仪测量时，每张板材取任意10点的平均值。

本文发布于:2024-09-21 08:40:00，感谢您对本站的认可！

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