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發(fā)布者：jsgfjczx 發(fā)布時間：2019-03-26 17:27:03
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(xiàn)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(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)領域。
產(chǎn)品用途
(1)名詞定義:結合兩種或兩種以上不同相的物質(zhì)以物理方式結合而成，擷取各組成成分的優(yōu)點，以構成需要之結構材。這些材料也必須合于下列四樣條件:
a.必須由人類制造成(此有別于一些已存在于自然界中的天然復合材料，如木材)。
b.必須由兩種或兩種以上化性不同的物質(zhì)所組成。
c. 每一組成物質(zhì)均具有三度空間的體積(因為由薄片相壓或焊接所成者不屬此類)。
d.必須具有一些特殊的性質(zhì)，而此種性質(zhì)不是各個組成物質(zhì)本來所有的。
(2)復合材料包括三大領域:金屬基復合材料MetalMatrix Composites(MMC's)、陶瓷基復合材料Ceramic MatrixComposites(CMC's)與高分子復合材料Polymer MatrixComposites(PMC's包括熱固性與熱塑性)等，目前我們使用的是高分子復合材料，其中以碳纖維用于復合材料中而較傳統(tǒng)玻璃纖維之復合材料具更佳之物理特性，特稱為高性能復合材料(ACM Advanced Composite Material)。
生產(chǎn)方式
1、國內(nèi)外復合復合材料的生產(chǎn)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。常見的固相間結合法是焊接和熱軋軋制。
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-鋼復合板或-軋制復合
術語
1.1鈦-鋼復合板:用或-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(nèi)彎曲等定義按GB6396-86《復合鋼板性能試驗方法》的規(guī)定。
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
生產(chǎn)種類
代號
用途分類
鈦-鋼復合板
0類
1類
2類
BO
B1
B2
O類:用于過渡接頭，法蘭等的高結合強度，且不允許不結合區(qū)存在的復合板
1類:將鈦材作為強度設計的或特殊用途的復合板，如管板等
2類:將鈦材作為耐蝕設計，而不考慮其強度的復合板，如簡體等
-軋制
鈦-鋼復合板
1類
2類
BR1
BR2
注:鈦-鋼復合板以"爆"字漢語拼音字頭"B"表示;-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
復 材
基 材
GB 3621-83《鈦及鈦合金板材》中的TA1、TA2
Ti-0.3 Mo-0.8 Ni
Ti-0.2Pd
GB 709-88《熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差》
GB 711-88《優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼熱軋厚鋼板和寬鋼帶》
GB 712-88《船體用結構鋼》
GB 713-86《鍋爐用碳素鋼和低合金鋼鋼板》
GB 3274-82《普通碳素結構鋼和低合金結構鋼熱軋厚鋼板技術條件》
GB 3531-83《低溫壓力容器用低合金鋼厚鋼板技術條件》
GB 6655-86《多層壓力容器用低合金鋼鋼板》
GB 6654-86《壓力容器用鋼和低合金鋼厚鋼板》
2.3供貨狀態(tài)
復合板以(B)或-軋制(BR)狀態(tài)交貨。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
復合板厚度
復合板厚度允許偏差
板寬度(或直徑)及允許偏差
寬度<1100
寬度>1100~1600
寬度>1600~2200
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復合板復材厚度的允許偏差不大于復材名義厚度的+10 -20%;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
復合板分類
O類、1類
2類
厚度<30mm
厚度>30mm
復合板不平度，mm/m
<8
<6
<15
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-軋制復合板標記為:
TAl/A3 BR2 2/10×1100×3500 GB 8547-87
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《鈦及鈦合優(yōu)秀號和化學成分》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
化學成分組
主要成分， %
雜質(zhì)含量，%;不大于
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(chǎn)生裂紋，復合界面不允許分層。
表 7
拉伸試驗
剪切試驗
彎曲試驗
抗拉強度σb
N/mm2 (kgf/mm2)
伸長率δ
%②
剪切強度τ，N/mm2(kgf/mm2)
彎曲角α
度
彎芯直徑D
mm
O類復合板
其他類復合板
>δB
大于基材或復材
標準中較低一方
的規(guī)定值
>196
(≥20)
≥138
(≥14)
內(nèi)彎180。 ，外 彎由復材標準決定
內(nèi)彎時按基材標
準規(guī)定不夠2倍
時取2倍;
外彎時為復合板
厚度的3倍
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-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
0 類
1 類
2 類
面積結合
率為10096
面積結合率大于98%;單個不結合區(qū)的長度
不大于75mm，其面積不大于45cm2
面積結合率大于95%:單個不結合區(qū)的面積
不大于60cm2
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復合板以原始表面交貨，長度小于3000mm的-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。
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(zhì)量檢查方法復合板的表面質(zhì)量用肉眼進行檢查。
檢驗規(guī)則
5.1檢查和驗收
5.1.1產(chǎn)品應由供方技術檢驗部門進行檢驗，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。
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
0類和1類復合板
2類復合板
全面探傷
周邊按50mm寬的范圍內(nèi)連續(xù)探傷，其余沿200mm距離的網(wǎng)格探傷
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。
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 。
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