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金屬復合材料的生產方式和方法

1.國內外復合材料的生產方法主要有固液結合法、固相結合法、疊層熱軋法、擴散壓力焊法、堆焊法和堆焊熱軋法。最常見的固相結合方法是爆炸焊接和熱軋。

國內外爆炸焊接不銹復合鋼板的開發和應用起步較晚。60年代開發,70年代成熟,進入商業化生產。

2.早在20世紀30年代,軋制不銹復合鋼復合鋼板的方法就引起了壹些研究者的註意。軋制復合可分為熱軋復合和冷軋復合。這種復合方法成品率高,尺寸精度高,技術設備成熟,但往往需要進行表面處理和退火強化處理。

示例:

鈦-鋼復合板GB 8547-87

本標準適用於耐腐蝕壓力容器、儲罐和其他用途的鈦-鋼爆炸復合板或爆炸軋制復合板1.1:通過爆炸或爆炸軋制方法使鈦(復合材料)和普通鋼(基材)達到冶金結合的金屬復合板。

1.2基材、復合材料和復合板的總厚度、外彎和內彎的定義應符合GB6396-86《復合鋼板性能試驗方法》。2.1分類和代號復合板的分類和代號應符合表1的規定。

表1生產類別代碼用途分類爆炸性鈦-鋼復合板0類

1類

2型業務對象

B1

B2 O級:用於過渡接頭、法蘭等的高粘合強度復合板。,不允許有非結合區。

1類:鈦用作有強度設計或特殊用途的復合板,如管板。

第2類:以鈦作為耐腐蝕設計的復合板,不考慮其強度,如圓筒爆軋。

鈦-鋼復合板1級

2類BR1

BR2註:爆炸鈦鋼復合板以“爆炸”的漢語拼音前綴“b”表示;爆炸軋制鈦-鋼復合板。漢語拼音前綴"保"和"熱"。" BR "的意思是。

2.2適用材料復合板、復合材料和基材應符合表2的規定,表中所列的復合材料和基材均可。自由組合。其他復合材料或帶基材的復合板也可由供需雙方協商提供。

表2復合基材中的TA1和TA2 GB 3621-83鈦及鈦合金薄板

鈦-0.3鉬-0.8鎳

Ti-0.2Pd GB 709-88《熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、形狀、重量及允許偏差》

GB 711-88優質碳素結構鋼熱軋厚鋼板和寬鋼帶

GB 712-88船體結構鋼

GB 713-86鍋爐用碳素鋼和低合金鋼板

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板技術規範

GB 6655-86多層壓力容器用低合金鋼板

GB 6654-86壓力容器鋼和低合金鋼厚板2.3供應狀況

復合板在爆炸(B)或爆炸軋制(BR)狀態下交付。爆炸復合板通常在應力消除(M)狀態下提供,其熱處理制度如本標準附錄A所述。

2.4規格、外形尺寸及允許偏差

2.4.1復合板的厚度、寬度(或直徑)和長度尺寸及其允許偏差應符合表3和表4的規定。其他對規格或尺寸允許偏差有特殊要求的復合板,也可由供需雙方協商提供。

表3 mm復合板厚度復合板厚度允許偏差,板寬(或直徑)允許偏差寬度< 1100寬度> 1100 ~ 1600寬度>:1600~2200 8~18

19~28

29~46

47~64 0.8

1.O

1.2

1.5 +15

O

+50

O

+50

+50

0 +15

O

+50

+50

+50

0 +30

O

+50

O

+50

+50

o表4 mm復合板厚度、復合板長度及允許偏差長度< 1100長度> 100 ~ 1600長度>:1600 ~ 2800長度>:2800~45008~18

19~64 +15

+50

0 +15

+50

0 +25

+50

o談判

協商2.4.2寬度大於1100mm或長度大於2200mm的復合板允許拼焊。

2.4.3復合板厚度壹般為1.5 ~ 10 mm,復合板厚度允許偏差不大於復合板公稱厚度的+10-20%。爆炸軋制復合板的復合厚度允許偏差不超過復合板公稱厚度的+20 -10%。

2.4.4復合板基材的厚度間隔應按GB709-88的規定執行。

2.4.5復合板的粗糙度應符合表5的規定。買方有特殊要求時,可由供需雙方協商確定。

表5復合板分類:O級,65438級+0級,2級厚度;30mm復合板的粗糙度,mm/m

2.5標記示例

2.5.1類1爆炸復合板,復合材料厚度為6mm,A3鋼,基材厚度為30mm,寬度為1000mm,長度為3000mm,應力狀態解除後標註如下:

TA2/A3 b 1M 6/30×1000×3000 GB 8547-87

2.5.2復合厚度為2mm的TAl、基材厚度為10mm的A3鋼、寬度為1100mm、長度為3500mm的II級爆炸軋制復合板標識如下:

tal/a3br 22/10×1100×3500 GB 8547-87 3.1化學成分

3.1.1母材的化學成分應符合相應標準的規定。

3.1.2復合材料ta1和TA2的化學成分應符合GB3620-83《鈦及鈦及鈦合金的化學成分》;Ti-0.3mo-0.8ni和Ti-0.2Pd的化學成分應符合表6的規定。

表6化學族的主要成分、%雜質含量、%;其他元素不超過鈦鉬鎳鈀鐵矽碳氮

電纜總和Ti-0.2 PD基o . 12 ~ 0.25 o . 30 o . 10 0.10 0.03 o . 015 o . 25 0.3 Ti-0.3 Mo-O.8 Ni基o . 2 ~ O.4 o . 08 o . 03 0.015 0.25 0.3註:其他元素含量不

3.2機械性能和工藝性能

復合板的機械性能和工藝性能應符合表7的規定。在彎曲試驗中,試樣彎曲到規定角度後,彎曲部分外側不允許有裂紋,復合材料界面不允許分層。

表7拉伸試驗剪切試驗彎曲試驗拉伸強度σb

N/mm2 (kgf/mm2)伸長率δ

% ②剪切強度τ,N/mm2(kgf/mm2)彎曲角度α

彎曲芯直徑d

MmO復合板和其他復合板>δb大於基材或復合材料。

標準的下限

>的指定值;196

(≥20) ≥138

(≥14)內彎180。外彎由復合材料標準決定,內彎以基材標準為準。

準調控不是兩倍大。

拍2次;

向外彎曲時,為復合板。

註:①當用戶要求時,供應商可以做基材的拉伸試驗,其拉伸強度應滿足基材相應標準的要求。

②復合板抗拉強度的理論下限標準值δb按3.2.1計算。

③爆炸軋制復合板的延伸率可由供需雙方協商確定。

3.2.1復合板的理論下限標準值δB按下式計算:

δB =(t 1σ1+T2σ2)/(t 1+T2)

其中:σ1-基材抗拉強度下限標準值,n/mm2(kgf/mm2);

σ2——復合材料抗拉強度下限的標準值,n/mm2(kgf/mm2);

T1——基材厚度,毫米(mm);

T2——復合材料的厚度,毫米

3.3粘接面積復合板的粘接狀態和粘接面積應符合表8的規定。

表8 0級、65438級+0級和2級的區域組合

費率為10096,面積組合率大於98%。單個未粘合區域的長度

不大於75mm,其面積不大於45cm2,面積粘結率大於95%:單個未粘結面積的面積。

拼焊質量不大於60 cm2 3.4的基材或復合材料的拼焊焊縫應滿足以下條件:

A.復合焊縫和基礎焊縫應進行無損檢測,判定標準和焊縫要求由雙方協商確定;

B.拼圖玩具的最小寬度不得小於300毫米;

c .基材和復合材料之間的對接焊縫距離不小於100 mm

3.5表面質量

3.5.1爆炸復合板應具有原始表面,長度小於3000mm的爆炸軋制復合板應具有酸洗表面。買方對表面有特殊要求時,可由供需雙方協商確定。

3.5.2復合板表面不允許有裂紋、起皮、翹曲、金屬或非金屬夾雜物等宏觀缺陷。劃痕、凹坑、凹痕等缺陷。允許不超過復合材料厚度公差的壹半。

3.5.3允許沿加工方向去除復合材料表面的局部缺陷,但清洗後的復合材料厚度不得小於其最小允許厚度。

3.5.4復合材料表面未滲入基體的微小缺陷,允許采用焊接方式進行修補,修補後的表面應與復合材料表面齊平。4.1化學成分仲裁分析方法

4.1.1復合材料化學成分的仲裁分析方法按4698.438+0 ~ 4698.5438+06-84鈦及鈦合金化學分析方法進行。

4.1.2母材化學成分的仲裁分析方法按223.1 ~ 223.50鋼及合金的化學分析方法進行。

4.2力學性能和工藝性能的試驗方法復合板的剪切強度試驗、彎曲試驗和室溫拉伸試驗應按GB6396-86進行。

4.3粘接區域的檢驗方法復合板的粘接狀態和粘接區域采用超聲波探傷進行檢驗,探傷方法按本標準附錄B執行。

4.4外形尺寸的檢驗方法

4.4.1復合板的厚度應在距離頂角不小於100毫米和距離邊緣不小於20毫米處測量。

4.4.2復合板的厚度可用千分尺和卡尺測量,或用超聲波測厚儀測量。用超聲波測厚儀測量時,每塊板取任意10個點的平均值。

4.4.3復合板和材料的厚度應按GB6396-86的規定進行測量。

4.5表面質量檢查方法復合板的表面質量用肉眼檢查。5.1檢查和驗收

5.1.1產品應由供應商的技術檢驗部門進行檢驗,產品質量應符合本標準的要求。

5.1.2買方可以對收到的產品進行復驗。如果復驗結果與本標準的規定不壹致,應在收到產品之日起三個月內向供方提出,由供方和供方雙方協商解決。

5.2復合板應分批提交驗收,每批應由相同品牌(復合材料/基材)、類別、復合熔煉爐號、規格、狀態和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的規定。

表9檢驗項目復合板類型B0 B1 B2 BR1 BR2拉伸試驗O△△△△△0剪切試驗O 0 0 0 0內彎曲試驗O△△△△△△△△△△△△外彎曲試驗△△△×△×超聲波檢驗O . 0 O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o:表示檢驗項目需由供需雙方協商確定; x表示不必做的測試項目。

5.4取樣位置和取樣數量

5.4.1復合材料的化學成分引用為原錠的化學成分,母材的化學成分引用為原始憑證。

5.4.2力學性能和工藝性能檢驗:按檢驗項目從每批產品中抽取1件,橫向抽取1個試樣(未規定剪切試樣)。允許在同壹生產周期和過程中從測試板或剩余材料上切割樣品。

5.4.3復合板的粘接區域應逐個檢查,檢查項目應符合表10的規定。

表10 0 2級和1 2級復合板應在50mm寬度範圍內連續檢查,其余沿網格間隔200 mm檢查5.4.4復合板的外形尺寸和表面質量應逐個檢查。復合材料厚度的測量允許每批取1張。

5.5重復試驗

在機械性能和工藝性能檢驗中,如果1樣品不合格,應從原檢驗板(如果原檢驗板尺寸不夠,可從同批產品中取出)或試驗板中取出雙倍樣品,對不合格項目進行復驗。復驗後仍有1個不合格樣品,則該批產品報廢,或對不合格項目逐壹復驗。合格者將重新分組交付。復合板的熱處理系統

(補編)

當復合板需要進行去應力退火時,熱處理制度應如下執行:

A.熱處理溫度:540±25℃;

B.保溫時間:小於3h;

C.加熱和冷卻速度:80 ~ 200℃/h。鈦-鋼復合板超聲波探傷方法

(補編)

該方法是以鋼或不銹鋼為基材,鈦為復合材料,總厚度大於8mm,單層復合壹次的爆炸和爆炸軋制復合板的超聲波探傷方法。

B.1壹般要求

B.1.1的用途主要用於檢測復合板的復合材料與基材的結合程度。

B.1.2方法類別本標準規定超聲波探傷應采用縱波脈沖反射法(或多次脈沖反射法)。可采用接觸法或水浸法。

B.1.3對探傷人員的要求:探傷操作人員應達到部級或同等學力以上的無損檢測人員水平;出具和解釋檢驗報告的人員應達到部級或相當於本所二級人員的水平。

B.1.4探傷面。

B.1.4.1復合板表面應無氧化皮、油汙、腐蝕及其他影響探傷的汙染物。

B.1.4.2探傷表面粗糙度Ra不應大於5μ m..

B.1.4.3在規定的探傷靈敏度下,材料的噪聲級不大於5%。

B.2探傷設備

B.2.1探傷儀

B.2.1.1使用脈沖反射超聲波探傷儀。探傷儀應滿足ZBY 230-84《A型脈沖反射式超聲波探傷儀通用技術條件》中規定的技術性能指標。

也可以使用B.2.1.2超聲波測厚儀。

B.2.2探針

B.2.2.1使用帶有圓形或矩形晶體的直探頭。也可以使用雙晶斜探頭和測厚探頭。

B.2.2.2壹般晶體尺寸為φ 10 ~ 30mm,長方形為(10 ~ 20) mm× (15 ~ 30) mm,頻率為2.5 ~ 10~20)mm×。

B.2.3當采用偶聯劑接觸法探傷時,可用清潔的自來水作為偶聯劑,也可使用水玻璃、可溶性油和甘油。

B.2.4參考塊

B.2.4.1對比試塊應由與所探測的復合板具有相同或相似的材料厚度、聲學性能和表面狀態的復合板材料制成。

B.2.4.2參考塊A和B的形狀和尺寸如圖B1所示。

B.3缺陷檢測

B.3.1探傷面的選擇取決於被檢板材的表面狀態、復合厚度、聲阻抗和外觀形狀,決定從復合面還是基板面進行檢測。

B.3.2探傷靈敏度

B.3.2.1探傷靈敏度根據被檢板材的形狀確定。

B.3.2.2用對比試塊調整探傷靈敏度。

B.3.2.3從復合材料表面檢測時,將探頭放在參比塊A的完整結合位置,使復合材料基板底部的壹次反射波出現在熒光屏上,並將其振幅調整到熒光屏滿刻度的80%。

B.3.2.4從基板表面檢測時,將探頭放在對比試塊B的缺陷中心,使缺陷的反射波出現在熒光屏上,並將其振幅調整到熒光屏滿刻度的80%。

B.3.2.5當采用多次脈沖反射法時,應將探頭放在參比塊A的完整組合位置或試塊B的缺陷中心位置,使探傷儀熒光屏的水平基線上出現三個底部回波或三個缺陷回波,並將B1或F1的幅度調整到熒光屏滿刻度的80%。(B2、B3、F2和F3的振幅由材料厚度決定)。

註:B1、B2和B3分別為完全結合部位的第壹、第二和第三反射波。F1、F2和F3是缺陷的第壹、第二和第三反射波。

B.3.3非粘合區的確定。

B.3.3.1非結合區的定義在檢測過程中,如果初始脈沖信號的展寬消失或者缺陷脈沖的展寬前移,這個區域就是非結合區。

B.3.3.2非結合區的確定從復合材料表面檢測時,如果來自基材底面的反射回波完全消失,並伴有復合材料與基材界面的重復反射信號,則該部分可視為非結合區。

從基材表面檢測時,如果復合材料底面的反射回波完全消失,並伴有基材與復合材料界面的反射信號(即缺陷波),則可認為該部分為非結合區。

非粘合區的範圍

B.3.3.3.1從復合面檢測時,隨著探頭向任意方向移動,底部反射波下降到50%時,為非結合區範圍。

非粘合區的寬度和長度如圖B2所示。

測量探針移動的距離,晶圓內側的長度就是非鍵合區域的長度或寬度。

B.3.3.3.2當從基底表面進行檢測時,根據類型B調整對比試塊..用半波高法確定無粘結區的範圍。

為了測量探針的移動距離,晶片的中心到中心的間距是非鍵合區域的寬度和長度。

B.3.4探傷靈敏度的校正

在探傷過程中,由於某些原因,當底部回波或缺陷回波的高度與B.3.2.3、B.3.2.4、B.3.2.5的調試狀態不同時,可以對探傷儀的靈敏度進行校正,使底部回波或缺陷回波的幅度達到熒光屏全寬的80%。

B.3.5探傷速度

手動檢測時,探頭掃描速度不得超過100mm/s/s..

B.3.6缺陷記錄

B.3.6.1記錄掃描中發現的底部回波小於50%的連續或不連續點(不包括因表面狀態接觸不良引起的減少),用相應的幾何圖形表示在板上,並進行計算。

面積。不應考慮由基底或復合材料的內部缺陷引起的底部回波的減少。

B.3.6.2非保稅區面積的計算采用近似計算法。

B.3.6.3結合率的計算公式

t =(S-SF)/S * 100%……………………(b . 1)

其中:t-擬合率;

S——復合板的總面積,cm2

SF——非粘結面積的總面積,cm2。

B.3.6.4不合格率的計算公式:

f = SF / S *100%……………………(B.2)

式中:f——不擬合率;

Sf ——非粘結面積的總面積,cm2。

S ——復合板的總面積,cm2

B.3.7當復合材料厚度小於2mm時,可用測厚探頭或雙壓電晶片斜探頭檢測復合材料表面。

B.3.7.1。如果底部回波前移或消失,界面脈沖變寬,使用雙晶斜探頭檢測時,該區域為非鍵合區。

B.3.7.2當用厚度探頭檢測時,復合板的全粘接和非粘接部分的厚度由測厚儀直接顯示。

B.3.8檢測報告

B.3.8.1詳細記錄探傷情況,填寫探傷報告。

B.3.8.2檢驗報告包括:

A.委托單位、委托日期、委托編號、合同號、材料名稱、規格、狀態、類別、檢驗條件;

B.非粘合區域的大小和位置;

C.未勘探區域:

D.必須說明的各種情況;

E.檢查日期;

F.探傷儀簽名。