[ 來源：　|　作者：本站　|　發(fā)布時間：2018-04-09 |　瀏覽：392次 ]

一、概念、性能及用途

　　金屬復合材料，是指利用復合技術或多種、化學、力學性能不同的金屬在界面上實現冶金結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)領域。

　　二、生產方式、方法

　　1、國內外復合復合材料的生產方式主要有固—液相結合法、固相間結合法、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。

　　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注，軋制復合分為熱軋復合和冷軋復合。這種復合法產量高，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)達到冶金結合的金屬復合板。

　　1．2基材、復材、復合板的總厚度、外彎曲、內彎曲等定義按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?！氨焙汀盁帷弊譂h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。自由結合。經供需雙方協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。經供需雙方協商也可提供其他規(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寬度的允許偏差。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，在彎曲部分的外側不允許產生裂紋，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結合面積復合板的結合狀態(tài)、結合面積應符合表8的規(guī)定。

　　表 8

3．4拼焊質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無損檢驗，其判定標準及焊縫要求由供需雙方協商確定；

　　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結合面積檢驗方法復合板的結合狀態(tài)和結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表面質量檢查方法復合板的表面質量用肉眼進行檢查。

　　5 檢驗規(guī)則

　　5．1檢查和驗收

　　5．1．1產品應由供方技術檢驗部門進行檢驗，并保證產品質量符合本標準的要求。

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

　　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)、加工工藝的產品組成。

　　5．3檢驗項目每批產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個試樣的結果不合格時，則該批產品報廢，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的學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的學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條件》中規(guī)定的技術性能指標。

　　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探傷靈敏度根據被探板材的形狀決定。

　　B．3．2．2利用對比試塊調節(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的完全結合部位，使來自復合板基材底面的一次反射波出現在熒光屏上，將其幅度調至熒光屏滿刻度的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，使缺陷反射波出現在熒光屏上，將其幅度調至熒光屏滿刻度的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三次底面回波，或三次缺陷回波，將B1或F1的幅度調至熒光屏滿刻度的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，晶片內側長度，即為非貼合區(qū)的長度或寬度。

　　B．3．3．3．2從基材面探測時，按B型對比試塊調整。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。