[科普中国]-钛复合钢板

钛复合钢板将钛板和钢板复合而成的材料。钛具有优异的耐蚀性，但价格昂贵，制成复合板可大大降低成本。通常用爆炸压接制得，近年来开始用热轧法生产。高温下钛和钢的接合面易形成TiC、钛铁固溶相及金属间化合物(TiFe、TiFe2等)，引起钢板脆化。为防止脆化可采用碳含量小于50ppm的超超低碳钢箔或不锈钢丝网作为钛、钢之间的夹层材料。轧制温度选择在850℃附近可获得最好的接合性能。具有良好的冷加工、温加工、热加工成型性及焊接性，可进行切割、焊接、扩管、开孔及旋压成形等，是制造化工设备用压力容器、海水热交换器、化学反应容器以及在苛刻腐蚀介质中使用的电极材料。

材料要求凡压力容器结构规范中的设备是可以使用炸药爆炸连接复合板制造。复层为其它材料(例如奥氏体系不锈钢等)的复合板，可采用轧制及堆焊复合，但钛复板，在热轧时，连接处有很多点，并且钛和异种钢材焊接困难，所以目前不能制造。因此，本标准仅规定用爆炸连接的单侧复合板。爆炸连接复合板时，从连接贴合性的观点来看，复层厚度受到限制，但基层厚度不受特别限制。因此，钢板的总厚度没有特别规定。

从当前情况来看，设备趋于大型化，使用各种复合比，因此，对于复合比不加以特别限制。同时，由于钛与异种材料焊接困难，所以钛复合板不能采用合成强度(计入复层强度)计算壁厚的方法。和衬里一样，仅计算基层强度，并且复合板的机械性能不必试验，但基层及复层要符合各自标准的要求。1

复层与基层的组合压力容器用的复合板不能忽视其焊接性。但是，钛复合板的复层是钛，与异种材料焊接困难，所以，强度计算只取基层。本标准为了内容简单计，复层规定为JIS规格的JISH4600(钛板)中的低强度的TP28与TP35，基层规定为JIS中的软钢轧制钢板。但是，按ASTM及其它外国标准，对上述的类似材料及基层，也可采用高强度钢。此外，复层可采用热轧或冷轧材料。为了确保贴合强度和防止加工成型时在连接处的交界面脱层，一般要进行热处理，使硬化层软化。

质量及试验方法不论基层是合金钢还是软钢轧制材料，由于复层贴合后需进行热处理，所以，用相同热处理(热滞后)的试样，作质量保证，以验证最后产品的特性。

化学成分：复层和基层各采用钢包中样品分析来验证，按需要可作含钛分析。钢包中样品分析可按各自的标准规定。但作复层含钛分析时，由于其试样采取方法没有标准化，所以，有关这方面的详细情况，最好由制造厂和用户协商解决。

机械性能：复合板是由异种钢板的组合制造而成，其抗拉强度的确定方法有二种：把总厚度作为基层和按合成厚度确定标准值。但复层为钛板时，与异种材料焊接困难，不能采用按合成厚度确定的标准值。因此与衬里一样，仅取基层作为复合板的强度计算的对象，不是复合板的机械性能。可是，焊接接头的结构，一般要用与衬里不一样的特殊结构进行补强。

超声波探伤检验：检验装置有超声波厚度计，超声波探伤器。测定位置一般是在长、宽方向各以200毫米的间距引出直线的交点上，或在其直线两边进行检查。有关其细节最好由制造厂和用户间在协议上决定。下

堆焊修补：超声波探伤检验的结果所检出的局部剥离，对钛复层，可用特殊焊接法(如银钎焊)修补，由于与异种材料(基层)焊接困难，规定不能用堆焊修补。

复层上有焊缝的复合板，在焊接复层时，会引起变形；而加工成型时，沿焊缝会发生剥离，所以，要作减小变形处理，使没有贴合的部分，不脱开。1

焊接工艺1)首先焊接基层钢焊缝，焊后将焊根清理至呈现出致密的焊缝金属。然后再从覆层侧焊接基层金属的背面焊缝;焊后将焊缝背面修理至与基层板齐平。

2)在基层与覆层之间形成的沟槽中安装填充材料。

3)将钛盖板安装到适当的位置，利用TIG焊焊接钛盖板与钛覆层间的角焊缝。钛复合钢板焊接的第二种工艺是在钛覆层的坡口中镶人一层很薄的难熔金属衬片，例如厚0.1mm的铌箔或钼箔等。焊接钛-钢复合板的覆层时，可采用TIG焊，添加钛焊丝，钛丝直径取决于钛-钢复合板的覆层和坡口形式。焊接时应使钨极氩弧在焊丝和钨极之间燃烧，不要使电弧直接作用在铌箔上，焊枪应沿着钛丝移动，钛丝熔化后即形成钛-钢复合板的焊缝。因为铌的熔点高，钨极电弧又不直接作用在铌箔上，所以只有很少一部分铌熔化，防止了钛与钢的相互熔合，可以有效地防止脆性相的形成。2

本词条内容贡献者为:

黄伦先 - 副教授 - 西南大学