鈦複合鋼板

鈦複合鋼板將鈦板和鋼板複合而成的材料。鈦具有優異的耐蝕性，但價格昂貴，製成複合板可大大降低成本。通常用爆炸壓接製得，近年來開始用熱軋法生產。高溫下鈦和鋼的接合面易形成TiC、鈦鐵固溶相及金屬間化合物(TiFe、TiF_e2等)，引起鋼板脆化。為防止脆化可採用碳含量小於50ppm的超超低碳鋼箔或不鏽鋼絲網作為鈦、鋼之間的夾層材料。軋制溫度選擇在850℃附近可獲得最好的接合性能。具有良好的冷加工、溫加工、熱加工成型性及焊接性，可進行切割、焊接、擴管、開孔及旋壓成形等，是製造化工設備用壓力容器、海水熱交換器、化學反應容器以及在苛刻腐蝕介質中使用的電極材料。

基本介紹

• 中文名：鈦複合鋼板
• 外文名：composite titanium-steel plate
• 組成：鈦板和鋼板
• 加工方法：爆炸壓接、用熱軋法生產
• 加工溫度：850℃
• 套用：壓力容器、熱交換器、化學容器等

材料要求

凡壓力容器結構規範中的設備是可以使用炸藥爆炸連線複合板製造。復層為其它材料(例如奧氏體系不鏽鋼等)的複合板，可採用軋制及堆焊複合，但鈦復板，在熱軋時，連線處有很多點，並且鈦和異種鋼材焊接困難，所以不能製造。因此，本標準僅規定用爆炸連線的單側複合板。爆炸連線複合板時，從連線貼合性的觀點來看，復層厚度受到限制，但基層厚度不受特別限制。因此，鋼板的總厚度沒有特別規定。

從當前情況來看，設備趨於大型化，使用各種複合比，因此，對於複合比不加以特別限制。同時，由於鈦與異種材料焊接困難，所以鈦複合板不能採用合成強度(計入復層強度)計算壁厚的方法。和襯裡一樣，僅計算基層強度，並且複合板的機械性能不必試驗，但基層及復層要符合各自標準的要求。

復層與基層的組合

壓力容器用的複合板不能忽視其焊接性。但是，鈦複合板的復層是鈦，與異種材料焊接困難，所以，強度計算只取基層。本標準為了內容簡單計，復層規定為JIS規格的JISH4600(鈦板)中的低強度的TP28與TP35，基層規定為JIS中的軟鋼軋制鋼板。但是，按ASTM及其它外國標準，對上述的類似材料及基層，也可採用高強度鋼。此外，復層可採用熱軋或冷軋材料。為了確保貼合強度和防止加工成型時在連線處的交界面脫層，一般要進行熱處理，使硬化層軟化。

質量及試驗方法

不論基層是合金鋼還是軟鋼軋制材料，由於復層貼合後需進行熱處理，所以，用相同熱處理(熱滯後)的試樣，作質量保證，以驗證最後產品的特性。

化學成分：復層和基層各採用鋼包中樣品分析來驗證，按需要可作含鈦分析。鋼包中樣品分析可按各自的標準規定。但作復層含鈦分析時，由於其試樣採取方法沒有標準化，所以，有關這方面的詳細情況，最好由製造廠和用戶協商解決。

機械性能：複合板是由異種鋼板的組合製造而成，其抗拉強度的確定方法有二種：把總厚度作為基層和按合成厚度確定標準值。但復層為鈦板時，與異種材料焊接困難，不能採用按合成厚度確定的標準值。因此與襯裡一樣，僅取基層作為複合板的強度計算的對象，不是複合板的機械性能。可是，焊接接頭的結構，一般要用與襯裡不一樣的特殊結構進行補強。

超音波探傷檢驗：檢驗裝置有超音波厚度計，超音波探傷器。測定位置一般是在長、寬方向各以200毫米的間距引出直線的交點上，或在其直線兩邊進行檢查。有關其細節最好由製造廠和用戶間在協定上決定。下

堆焊修補：超音波探傷檢驗的結果所檢出的局部剝離，對鈦復層，可用特殊焊接法(如銀釺焊)修補，由於與異種材料(基層)焊接困難，規定不能用堆焊修補。

復層上有焊縫的複合板，在焊接復層時，會引起變形；而加工成型時，沿焊縫會發生剝離，所以，要作減小變形處理，使沒有貼合的部分，不脫開。

焊接工藝

1)首先焊接基層鋼焊縫，焊後將焊根清理至呈現出緻密的焊縫金屬。然後再從覆層側焊接基層金屬的背面焊縫;焊後將焊縫背面修理至與基層板齊平。

2)在基層與覆層之間形成的溝槽中安裝填充材料。

3)將鈦蓋板安裝到適當的位置，利用TIG焊焊接鈦蓋板與鈦覆層間的角焊縫。鈦複合鋼板焊接的第二種工藝是在鈦覆層的坡口中鑲人一層很薄的難熔金屬襯片，例如厚0.1mm的鈮箔或鉬箔等。焊接鈦-鋼複合板的覆層時，可採用TIG焊，添加鈦焊絲，鈦絲直逕取決於鈦-鋼複合板的覆層和坡口形式。焊接時應使鎢極氬弧在焊絲和鎢極之間燃燒，不要使電弧直接作用在鈮箔上，焊槍應沿著鈦絲移動，鈦絲熔化後即形成鈦-鋼複合板的焊縫。因為鈮的熔點高，鎢極電弧又不直接作用在鈮箔上，所以只有很少一部分鈮熔化，防止了鈦與鋼的相互熔合，可以有效地防止脆性相的形成。