[ 來源：　|　作者：本站　|　發(fā)布時間：2018-04-09 |　瀏覽：396次 ]

一、概念、性能及用途

　　金屬復合材料，是指利用復合技術(shù)或多種、化學、力學性能不同的金屬在界面上實現(xiàn)冶金結(jié)合而形成的復合材料，其極大地改善單一金屬材料的熱膨脹性、強度、斷裂韌性、沖擊韌性、耐磨損性、電性能、磁性能等諸多性能，因而被廣泛應用到產(chǎn)品廣泛應用于石油、化工、船舶、冶金、礦山、機械制造、電力、水利、交通、環(huán)保、壓力容器制造、食品、釀造、制藥等工業(yè)領(lǐng)域。

　　二、生產(chǎn)方式、方法

　　1、國內(nèi)外復合復合材料的生產(chǎn)方式主要有固—液相結(jié)合法、固相間結(jié)合法、疊板熱軋法、擴散壓接法、堆焊法、堆焊熱軋法等。最常見的固相間結(jié)合法是爆炸焊接和熱軋軋制。

　　爆炸焊接不銹復合鋼板的方法在國內(nèi)外的開發(fā)和應用均起步稍晚。60年代開發(fā)，70年代發(fā)展成熟，進入商業(yè)化生產(chǎn)。

　　2、軋制不銹復合鋼復合鋼板的方法早在20世紀30年代就引起了一些研究者的關(guān)注，軋制復合分為熱軋復合和冷軋復合。這種復合法產(chǎn)量高，尺寸精度高，工藝及裝備較為成熟，但往往要進行表面處理和退火強化處理，

　　例：

　　鈦-鋼復合板 GB 8547-87

　　本標準適用于耐蝕壓力容器、貯槽及其他用途的鈦-鋼爆炸復合板或爆炸-軋制復合

　　1 術(shù)語

　　1．1鈦-鋼復合板：用爆炸或爆炸-軋制方法使鈦(復材)與普通鋼(基材)達到冶金結(jié)合的金屬復合板。

　　1．2基材、復材、復合板的總厚度、外彎曲、內(nèi)彎曲等定義按GB6396-86《復合鋼板性能試驗方法》的規(guī)定。

　　2 品種

　　2．1分類和代號復合板的分類和各類的代號應符合表1的規(guī)定。

　　表 1

　注：爆炸鈦-鋼復合板以“爆”字漢語拼音字頭“B”表示；爆炸-軋制鈦-鋼復合板以。“爆”和“熱”字漢語拼音字頭。 “BR”表示。

　　2．2適用材料復合板復材和基材應符合表2的規(guī)定，表中所列的復材與基材可以。自由結(jié)合。經(jīng)供需雙方協(xié)商也可提供其他復材或基材的復合板。

　　表 2

　2．3供貨狀態(tài)

　　復合板以爆炸(B)或爆炸-軋制(BR)狀態(tài)交貨。爆炸復合板一般以消除應力(M)狀態(tài)供應，其熱處理制度按本標準附錄A的規(guī)定。

　　2．4規(guī)格、外形尺寸及允許偏差

　　2．4．1復合板的厚度、寬度(或直徑)、長度的尺寸及其允許偏差應符合表3和表4的規(guī)定。經(jīng)供需雙方協(xié)商也可提供其他規(guī)格或尺寸允許偏差有特殊要求的復合板。

　　表 3 mm

　表 4 mm

　2．4．2寬度大于1100mm或長度大于2200mm的復合板允許復材或基材拼焊。

　　2．4．3復合板復材的厚度一般為1．5～10mm爆炸復合板復材厚度的允許偏差不大于復材名義厚度的+10 -20％；爆炸一軋制復合板復材厚度的允許偏差不大于復材名義厚度的+20 -10％。

　　2．4．4復合板基材的厚度間隔按GB709-88的規(guī)定執(zhí)行。

　　2．4．5復合板的不平度應符合表5的規(guī)定。需方有特殊要求時，可由供需雙方協(xié)商確定。

　　表 5

2．4．6復合板四角應切成直角，切斜應不大于其長度或?qū)挾鹊脑试S偏差。厚度大于18mm或長度大于2800mm的復合板允許用其他切割方法切邊。需方同意時，可不切邊交貨。

　　2．5標記示例

　　2．5．1復材厚度為6mm的TA2、基材厚度為30mm的A3鋼、寬度為1000mm、長度為3000mm、消除應力狀態(tài)的1類爆炸復合板標記為：

　　TA2／A3 B1 M 6／30×1000×3000 GB 8547-87

　　2．5．2復材厚度為2mm的TAl、基材厚度為10mm的A3鋼、寬度為1100mm、長度為3500mm的2類爆炸-軋制復合板標記為：

　　TAl／A3 BR2 2／10×1100×3500 GB 8547-87

　　3 技術(shù)要求

　　3．1化學成分

　　3．1．1基材的化學成分應符合相應標準的規(guī)定。

　　3．1．2復材TAl、TA2的化學成分應符合GB3620-83《鈦及鈦合金牌號和化學成分》的規(guī)定；Ti-0．3Mo-0．8Ni和Ti-0．2Pd的化學成分應符合表6的規(guī)定。

　　表 6

注：其他元素含量出廠時不做檢驗。

　　3．2力學性能和工藝性能

　　復合板的力學性能和工藝性能應符合表7的規(guī)定。彎曲試驗中試樣彎曲至規(guī)定的角度后，在彎曲部分的外側(cè)不允許產(chǎn)生裂紋，復合界面不允許分層。

　　表 7

注：①當用戶要求時，供方可以做基材的拉伸試驗，其抗拉強度應達到基材相應標準的要求。

　　②復合板的抗拉強度理論下限標準值δB按3．2．1計算。

　　③爆炸-軋制復合板的伸長率可以由供需雙方協(xié)商確定。

　　3．2．1復合板的抗拉強度理論下限標準值δB按下列公式計算：

　　δB =(t1σ1+t2σ2) / (t1+t2)

　　式中：σ1-基材抗拉強度下限標準值，N／mm2(kgf／mm2 )；

　　σ2-復材抗拉強度下限標準值，N／mm2(kgf／mm2)；

　　t1——基材厚度，mm；

　　t2——復材厚度，mm。

　　3．3結(jié)合面積復合板的結(jié)合狀態(tài)、結(jié)合面積應符合表8的規(guī)定。

　　表 8

3．4拼焊質(zhì)量基材或復材的拼焊焊縫應滿足以下條件：

　　a．復材焊縫和基材焊縫應經(jīng)無損檢驗，其判定標準及焊縫要求由供需雙方協(xié)商確定；

　　b．拼板最小板寬不小于300mm：

　　c．基材和復材對接焊縫距離不小于100mm。

　　3．5表面質(zhì)量

　　3．5．1爆炸復合板以原始表面交貨，長度小于3000mm的爆炸-軋制復合板以酸洗表面交貨。需方對表面有特殊要求時，可由供需雙方協(xié)商確定。

　　3．5．2復合板復材的表面不允許有裂紋、起皮、壓折、金屬或非金屬夾雜物等宏觀缺陷。允許有不超出復材厚度公差之半的劃傷、凹坑、壓痕等缺陷。

　　3．5．3允許順加工方向清除復材表面的局部缺陷，但清理后復材的厚度不得小于其最小允許厚度。

　　3．5．4復材表面未貫穿到基材的較小缺陷允許焊接修補，修補后的表面應與復材表面齊平。

　　4 試驗方法

　　4．1化學成分仲裁分析方法

　　4．1．1復材化學成分的仲裁分析方法按4698．1～4698．16-84《鈦及鈦合金化學分析方法》進行。

　　4．1．2基材化學成分的仲裁分析方法按223．1～223．50《鋼鐵及合金化學分析方法》進行。

　　4．2力學性能和工藝性能檢驗方法復合板的剪切強度試驗、彎曲試驗、室溫拉力試驗按GB6396-86進行。

　　4．3結(jié)合面積檢驗方法復合板的結(jié)合狀態(tài)和結(jié)合面積用超聲波探傷法檢驗，探傷方法按本標準附錄B進行。

　　4．4外形尺寸檢查方法

　　4．4．1復合板的厚度在距頂角不小于100mm，距邊部不小于20mm處測量。

　　4．4．2復合板的厚度可用千分尺、卡尺測量，也可用超聲波測厚儀測量。用超聲波測厚儀測量時，每張板材取任意10點的平均值。

　　4．4．3復合板復材的厚度按GB6396-86的規(guī)定進行測量。

　　4．5表面質(zhì)量檢查方法復合板的表面質(zhì)量用肉眼進行檢查。

　　5 檢驗規(guī)則

　　5．1檢查和驗收

　　5．1．1產(chǎn)品應由供方技術(shù)檢驗部門進行檢驗，并保證產(chǎn)品質(zhì)量符合本標準的要求。

　　5．1．2需方對收到的產(chǎn)品可進行復驗，如復驗結(jié)果與本標準規(guī)定不符時，應在收到產(chǎn)品之日起三個月內(nèi)向供方提出，由供需雙方協(xié)商解決。

　　5．2組批復合板應成批提交驗收，每批應由同一牌號(復材／基材)、類別、復材熔煉爐號、規(guī)格、狀態(tài)、加工工藝的產(chǎn)品組成。

　　5．3檢驗項目每批產(chǎn)品的檢驗項目應符合表9的規(guī)定。

　　表 9

注：表中符號說明：o表示必做的試驗項目；△表示需由供需雙方協(xié)商確定檢驗項目；×表示不必做的試驗項目。

　　5．4取樣位置與取樣數(shù)量

　　5．4．1復材的化學成分以原鑄錠的化學成分報出，基材的化學成分按原合格證報出。

　　5：4．2力學性能與工藝性能檢驗從每批產(chǎn)品中任取一張，按測試項目各取一個橫向試樣(剪切試樣不做規(guī)定)。允許從同一生產(chǎn)周期、同一工藝的試板或余料中切取試樣。

　　5．4．3復合板的結(jié)合面積應逐張進行檢驗，其檢驗項目應符合表10的規(guī)定。

　　表 10

5．4．4復合板的外形尺寸和表面質(zhì)量應逐張進行檢查。復材厚度的測量允許每批取1張板材進行。

　　5．5重復試驗

　　在力學性能和工藝性能檢驗中，如有1個試樣的結(jié)果不合格時，則從原受驗板材(如原受驗板材尺寸不夠時，可在同批產(chǎn)品中另取)或試板上取雙倍試樣進行該不合格項目的復驗。復驗后仍有1個試樣的結(jié)果不合格時，則該批產(chǎn)品報廢，或逐張對不合格項目進行復驗。合格者重新組批交貨。

　　6 交貨重量

　　當合同中沒有特別注明時，復合板均按理論重量交貨。復合板的理論重量按復材和基材的厚度、復合板的長度和寬度計算1mm厚的鈦板和鋼板的理論重量分別為4．51kg／m2和7．85kg／m2 。

　　7 標志、包裝、運輸、貯存(略)

　　附錄A

　　復合板的熱處理制度

　　(補充件)

　　復合板需進行消除應力退火時，其熱處理制度按如下要求執(zhí)行：

　　a．熱處理溫度：540±25℃；

　　b．保溫時間：小于3h；

　　c．加熱和冷卻速度：80～200℃／h。

　　附錄B

　　鈦-鋼復合板的超聲波探傷方法

　　(補充件)

　　本方法是以鋼或不銹鋼為基材，以鈦為復材，總厚度大于8mm，單層一次復合的爆炸及爆炸-軋制復合板的超聲波探傷方法。

　　B．1 一般要求

　　B．1．1目的主要用于探測復合板的復材與基材之間的貼合程度。

　　B．1．2方法類別本標準規(guī)定采用縱波脈沖反射法(或多次脈沖反射法)進行超聲波探傷。接觸法或水浸法均可使用。

　　B．1．3對探傷人員的要求探傷操作人員應達到部級或與此相當?shù)膶W會級三級以上無損檢測人員水平；簽發(fā)及解釋檢驗報告人員應達到部級或與此相當?shù)膶W會二級以上人員水平。

　　B．1．4探傷表面。

　　B．1．4．1復合板表面不得有影響探傷的氧化皮、油污及銹蝕等其他污物。

　　B．1．4．2探傷表面粗糙度Ra應不大于5μm。

　　B．1．4．3在規(guī)定的探傷靈敏度下，材料的噪聲電平不大于5％。

　　B．2 探傷設(shè)備

　　B．2．1探傷儀器

　　B．2．1．1使用脈沖反射式超聲波探傷儀。探傷儀器應符合ZBY230-84《A型脈沖反射式超聲波探傷儀通用技術(shù)條件》中規(guī)定的技術(shù)性能指標。

　　B．2．1．2也可使用超聲波測厚儀。

　　B．2．2探頭

　　B．2．2．1使用晶體為圓形或矩形的直探頭。也可使用雙晶斜探頭及測厚探頭。

　　B．2．2．2晶體尺寸一般為φ10～30mm，矩形為寬(10～20)mm×長(15～30)mm，頻率為2．5～10MHz。

　　B．2．3耦合劑接觸法探傷時，可采用清潔的自來水作耦合劑，也可使用水玻璃、溶性油、丙三醇等。

　　B．2．4對比試塊

　　B．2．4．1對比試塊應采用與被探復合板的材料厚度、聲學性能和表面狀態(tài)相同或相似的復合板材料制成。

　　B．2．4．2對比試塊A及試塊B的形式及尺寸如圖B1所示。

　　B．3 探傷

　　B．3．1探傷面的選擇根據(jù)被探板材的表面狀態(tài)、復材厚度、聲阻抗及外觀形狀、決定從復材面或從基材面進行探測。

　　B．3．2探傷靈敏度

　　B．3．2．1探傷靈敏度根據(jù)被探板材的形狀決定。

　　B．3．2．2利用對比試塊調(diào)節(jié)探傷靈敏度。

　　B．3．2．3從復材面探測時，將探頭置于對比試塊A的完全結(jié)合部位，使來自復合板基材底面的一次反射波出現(xiàn)在熒光屏上，將其幅度調(diào)至熒光屏滿刻度的80％。

　　B．3．2．4從基材面探測時，將探頭置于對比試塊B的缺陷中心部位，使缺陷反射波出現(xiàn)在熒光屏上，將其幅度調(diào)至熒光屏滿刻度的80%。

　　B．3．2．5采用多次脈沖反射法時，將探頭置于對比試塊A的完全結(jié)合部位，或置于試塊B的缺陷中心部位，使探傷儀熒光屏水平基線出現(xiàn)三次底面回波，或三次缺陷回波，將B1或F1的幅度調(diào)至熒光屏滿刻度的80％。(B2 、B3 、F2 、F3 的幅度由材料厚度決定)。

　　注：B1 、B2 、B3 分別為完全結(jié)合部位第一次、第二次、第三次的反射波。F1、F2 、F3分別為缺陷部位第一次、第二次、第三次的反射波。

　　B．3．3非貼合區(qū)的確定。

　　B．3．3．1非貼合區(qū)的定義在探測過程中，若出現(xiàn)始脈沖信號增寬底脈沖消失或缺陷脈沖的增寬增高前移時，由該區(qū)域為非貼合區(qū)。

　　B．3．3．2非貼合區(qū)的判定當從復材面探測時，若來自基材底面的反射回波完全消失，并伴隨有來自復材與基材交界面的重復反射信號時，則該部位可認為是非貼合區(qū)。

　　當從基材面探測時，若來自復材底面的反射回波完全消失，并伴隨有來自基材與復材交界面的反射信號(即缺陷波)時，則該部位可認為是非貼合區(qū)。

　　B．3．3．3非貼合區(qū)的范圍

　　B．3．3．3．1從復材面探測時，隨著探頭任意移動方位，底面反射波下降至50％時，就是非貼合區(qū)的范圍。

　　非貼合區(qū)的寬度及長度如圖B2所示。

　　測定探頭移動的距離，晶片內(nèi)側(cè)長度，即為非貼合區(qū)的長度或?qū)挾取?/span>

　　B．3．3．3．2從基材面探測時，按B型對比試塊調(diào)整。非貼合區(qū)的范圍用半波高度法確定。

　　測定探頭的移動距離，晶片的中心間距就是非貼合區(qū)的寬度及長度。

　　B．3．4探傷靈敏度的校正

　　在探傷過程中，由于某種原因的影響，。底面回波或缺陷回波的高度與B．3．2．3、B．3．2．4、B．3．2．5的調(diào)試狀態(tài)不同時，可校正探傷儀靈敏度，使底面回波或缺陷回波幅度達到熒光屏滿幅度的80％。

　　B．3．5探傷速度

　　手動探測時，探頭掃查速度不得超過100mm／s。

　　B．3．6缺陷的記錄

　　B．3．6．1對于掃查中發(fā)現(xiàn)的底面回波低于50％(不包括因表面狀態(tài)所造成的接觸不良所引起的降低)的連續(xù)或不連續(xù)點進行記錄，并以相應的幾何圖形在板面上表示，并計算其

　　面積。對于基材或復材因其內(nèi)部缺陷所造成的底面回波的降低應不予考慮。

　　B．3．6．2非貼合區(qū)面積的計算采用近似計算。

　　B．3．6．3貼合率的計算公式

　　t= (S - SF) / S*100％…………………… (B．1)

　　式中：t——貼合率；

　　S——復合板總面積，cm2 ；

　　SF——非貼合區(qū)總面積，cm2 。

　　B．3．6．4非貼合率計算公式：

　　f = SF / S *100%……………………(B．2)

　　式中：f ——非貼合率；

　　Sf ——非貼合區(qū)總面積，cm2 。

　　S ——復合板總面積，cm2 ；

　　B．3．7當復材厚度小于2mm，可采用測厚探頭或雙晶斜探頭從復材面進行探測。

　　B．3．7．1．當使用雙晶斜探頭探測時，若底面回波前移或消失、界面脈沖增寬時，則該區(qū)域為非貼合區(qū)。

　　B．3．7．2使用測厚探頭探測時，復合板完全貼合部位及未貼合部位的厚度由測厚儀直接顯示。

　　B．3．8探測報告

　　B．3．8．1對探傷情況作好詳細記錄，并填寫探傷報告。

　　B．3．8．2探傷報告包括：

　　a．委托單位、委托日期、委托編號、合同號、材料名稱、規(guī)格、狀態(tài)、類別及探傷條件；

　　b．非貼合區(qū)的大小及位置；

　　c．未探測的區(qū)域：。

　　d．必須說明的各種情況；

　　e．探傷日期；

　　f．探傷人員簽名。