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一、概念、性能及用途

　　金屬復(fù)合材料，是指利用復(fù)合技術(shù)或多種、化學(xué)、力學(xué)性能不同的金屬在界面上實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合而形成的復(fù)合材料，其極大地改善單一金屬材料的熱膨脹性、強(qiáng)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(yīng)用到產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于石油、化工、船舶、冶金、礦山、機(jī)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(lǐng)域。

　　二、生產(chǎn)方式、方法

　　1、國(guó)內(nèi)外復(fù)合復(fù)合材料的生產(chǎn)方式主要有固—液相結(jié)合法、固相間結(jié)合法、疊板熱軋法、擴(kuò)散壓接法、堆焊法、堆焊熱軋法等。最常見的固相間結(jié)合法是爆炸焊接和熱軋軋制。

　　爆炸焊接不銹復(fù)合鋼板的方法在國(guó)內(nèi)外的開發(fā)和應(yīng)用均起步稍晚。60年代開發(fā)，70年代發(fā)展成熟，進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)。

　　2、軋制不銹復(fù)合鋼復(fù)合鋼板的方法早在20世紀(jì)30年代就引起了一些研究者的關(guān)注，軋制復(fù)合分為熱軋復(fù)合和冷軋復(fù)合。這種復(fù)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(jìn)行表面處理和退火強(qiáng)化處理，

　　例：

　　鈦-鋼復(fù)合板 GB 8547-87

　　本標(biāo)準(zhǔn)適用于耐蝕壓力容器、貯槽及其他用途的鈦-鋼爆炸復(fù)合板或爆炸-軋制復(fù)合

　　1 術(shù)語

　　1．1鈦-鋼復(fù)合板：用爆炸或爆炸-軋制方法使鈦(復(fù)材)與普通鋼(基材)達(dá)到冶金結(jié)合的金屬復(fù)合板。

　　1．2基材、復(fù)材、復(fù)合板的總厚度、外彎曲、內(nèi)彎曲等定義按GB6396-86《復(fù)合鋼板性能試驗(yàn)方法》的規(guī)定。

　　2 品種

　　2．1分類和代號(hào)復(fù)合板的分類和各類的代號(hào)應(yīng)符合表1的規(guī)定。

　　表 1

　注：爆炸鈦-鋼復(fù)合板以“爆”字漢語拼音字頭“B”表示；爆炸-軋制鈦-鋼復(fù)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(fù)合板復(fù)材和基材應(yīng)符合表2的規(guī)定，表中所列的復(fù)材與基材可以。自由結(jié)合。經(jīng)供需雙方協(xié)商也可提供其他復(fù)材或基材的復(fù)合板。

　　表 2

　2．3供貨狀態(tài)

　　復(fù)合板以爆炸(B)或爆炸-軋制(BR)狀態(tài)交貨。爆炸復(fù)合板一般以消除應(yīng)力(M)狀態(tài)供應(yīng)，其熱處理制度按本標(biāo)準(zhǔn)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(fù)合板的厚度、寬度(或直徑)、長(zhǎng)度的尺寸及其允許偏差應(yīng)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(fù)合板。

　　表 3 mm

　表 4 mm

　2．4．2寬度大于1100mm或長(zhǎng)度大于2200mm的復(fù)合板允許復(fù)材或基材拼焊。

　　2．4．3復(fù)合板復(fù)材的厚度一般為1．5～10mm爆炸復(fù)合板復(fù)材厚度的允許偏差不大于復(fù)材名義厚度的+10 -20％；爆炸一軋制復(fù)合板復(fù)材厚度的允許偏差不大于復(fù)材名義厚度的+20 -10％。

　　2．4．4復(fù)合板基材的厚度間隔按GB709-88的規(guī)定執(zhí)行。

　　2．4．5復(fù)合板的不平度應(yīng)符合表5的規(guī)定。需方有特殊要求時(shí)，可由供需雙方協(xié)商確定。

　　表 5

2．4．6復(fù)合板四角應(yīng)切成直角，切斜應(yīng)不大于其長(zhǎng)度或?qū)挾鹊脑试S偏差。厚度大于18mm或長(zhǎng)度大于2800mm的復(fù)合板允許用其他切割方法切邊。需方同意時(shí)，可不切邊交貨。

　　2．5標(biāo)記示例

　　2．5．1復(fù)材厚度為6mm的TA2、基材厚度為30mm的A3鋼、寬度為1000mm、長(zhǎng)度為3000mm、消除應(yīng)力狀態(tài)的1類爆炸復(fù)合板標(biāo)記為：

　　TA2／A3 B1 M 6／30×1000×3000 GB 8547-87

　　2．5．2復(fù)材厚度為2mm的TAl、基材厚度為10mm的A3鋼、寬度為1100mm、長(zhǎng)度為3500mm的2類爆炸-軋制復(fù)合板標(biāo)記為：

　　TAl／A3 BR2 2／10×1100×3500 GB 8547-87

　　3 技術(shù)要求

　　3．1化學(xué)成分

　　3．1．1基材的化學(xué)成分應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

　　3．1．2復(fù)材TAl、TA2的化學(xué)成分應(yīng)符合GB3620-83《鈦及鈦合金牌號(hào)和化學(xué)成分》的規(guī)定；Ti-0．3Mo-0．8Ni和Ti-0．2Pd的化學(xué)成分應(yīng)符合表6的規(guī)定。

　　表 6

注：其他元素含量出廠時(shí)不做檢驗(yàn)。

　　3．2力學(xué)性能和工藝性能

　　復(fù)合板的力學(xué)性能和工藝性能應(yīng)符合表7的規(guī)定。彎曲試驗(yàn)中試樣彎曲至規(guī)定的角度后，在彎曲部分的外側(cè)不允許產(chǎn)生裂紋，復(fù)合界面不允許分層。

　　表 7

注：①當(dāng)用戶要求時(shí)，供方可以做基材的拉伸試驗(yàn)，其抗拉強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到基材相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

　　②復(fù)合板的抗拉強(qiáng)度理論下限標(biāo)準(zhǔn)值δB按3．2．1計(jì)算。

　　③爆炸-軋制復(fù)合板的伸長(zhǎng)率可以由供需雙方協(xié)商確定。

　　3．2．1復(fù)合板的抗拉強(qiáng)度理論下限標(biāo)準(zhǔn)值δB按下列公式計(jì)算：

　　δB =(t1σ1+t2σ2) / (t1+t2)

　　式中：σ1-基材抗拉強(qiáng)度下限標(biāo)準(zhǔn)值，N／mm2(kgf／mm2 )；

　　σ2-復(fù)材抗拉強(qiáng)度下限標(biāo)準(zhǔn)值，N／mm2(kgf／mm2)；

　　t1——基材厚度，mm；

　　t2——復(fù)材厚度，mm。

　　3．3結(jié)合面積復(fù)合板的結(jié)合狀態(tài)、結(jié)合面積應(yīng)符合表8的規(guī)定。

　　表 8

3．4拼焊質(zhì)量基材或復(fù)材的拼焊焊縫應(yīng)滿足以下條件：

　　a．復(fù)材焊縫和基材焊縫應(yīng)經(jīng)無損檢驗(yàn)，其判定標(biāo)準(zhǔn)及焊縫要求由供需雙方協(xié)商確定；

　　b．拼板最小板寬不小于300mm：

　　c．基材和復(fù)材對(duì)接焊縫距離不小于100mm。

　　3．5表面質(zhì)量

　　3．5．1爆炸復(fù)合板以原始表面交貨，長(zhǎng)度小于3000mm的爆炸-軋制復(fù)合板以酸洗表面交貨。需方對(duì)表面有特殊要求時(shí)，可由供需雙方協(xié)商確定。

　　3．5．2復(fù)合板復(fù)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(fù)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(fù)材表面的局部缺陷，但清理后復(fù)材的厚度不得小于其最小允許厚度。

　　3．5．4復(fù)材表面未貫穿到基材的較小缺陷允許焊接修補(bǔ)，修補(bǔ)后的表面應(yīng)與復(fù)材表面齊平。

　　4 試驗(yàn)方法

　　4．1化學(xué)成分仲裁分析方法

　　4．1．1復(fù)材化學(xué)成分的仲裁分析方法按4698．1～4698．16-84《鈦及鈦合金化學(xué)分析方法》進(jìn)行。

　　4．1．2基材化學(xué)成分的仲裁分析方法按223．1～223．50《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法》進(jìn)行。

　　4．2力學(xué)性能和工藝性能檢驗(yàn)方法復(fù)合板的剪切強(qiáng)度試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、室溫拉力試驗(yàn)按GB6396-86進(jìn)行。

　　4．3結(jié)合面積檢驗(yàn)方法復(fù)合板的結(jié)合狀態(tài)和結(jié)合面積用超聲波探傷法檢驗(yàn)，探傷方法按本標(biāo)準(zhǔn)附錄B進(jìn)行。

　　4．4外形尺寸檢查方法

　　4．4．1復(fù)合板的厚度在距頂角不小于100mm，距邊部不小于20mm處測(cè)量。

　　4．4．2復(fù)合板的厚度可用千分尺、卡尺測(cè)量，也可用超聲波測(cè)厚儀測(cè)量。用超聲波測(cè)厚儀測(cè)量時(shí)，每張板材取任意10點(diǎn)的平均值。

　　4．4．3復(fù)合板復(fù)材的厚度按GB6396-86的規(guī)定進(jìn)行測(cè)量。

　　4．5表面質(zhì)量檢查方法復(fù)合板的表面質(zhì)量用肉眼進(jìn)行檢查。

　　5 檢驗(yàn)規(guī)則

　　5．1檢查和驗(yàn)收

　　5．1．1產(chǎn)品應(yīng)由供方技術(shù)檢驗(yàn)部門進(jìn)行檢驗(yàn)，并保證產(chǎn)品質(zhì)量符合本標(biāo)準(zhǔn)的要求。

　　5．1．2需方對(duì)收到的產(chǎn)品可進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，如復(fù)驗(yàn)結(jié)果與本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不符時(shí)，應(yīng)在收到產(chǎn)品之日起三個(gè)月內(nèi)向供方提出，由供需雙方協(xié)商解決。

　　5．2組批復(fù)合板應(yīng)成批提交驗(yàn)收，每批應(yīng)由同一牌號(hào)(復(fù)材／基材)、類別、復(fù)材熔煉爐號(hào)、規(guī)格、狀態(tài)、加工工藝的產(chǎn)品組成。

　　5．3檢驗(yàn)項(xiàng)目每批產(chǎn)品的檢驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)符合表9的規(guī)定。

　　表 9

注：表中符號(hào)說明：o表示必做的試驗(yàn)項(xiàng)目；△表示需由供需雙方協(xié)商確定檢驗(yàn)項(xiàng)目；×表示不必做的試驗(yàn)項(xiàng)目。

　　5．4取樣位置與取樣數(shù)量

　　5．4．1復(fù)材的化學(xué)成分以原鑄錠的化學(xué)成分報(bào)出，基材的化學(xué)成分按原合格證報(bào)出。

　　5：4．2力學(xué)性能與工藝性能檢驗(yàn)從每批產(chǎn)品中任取一張，按測(cè)試項(xiàng)目各取一個(gè)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(fù)合板的結(jié)合面積應(yīng)逐張進(jìn)行檢驗(yàn)，其檢驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)符合表10的規(guī)定。

　　表 10

5．4．4復(fù)合板的外形尺寸和表面質(zhì)量應(yīng)逐張進(jìn)行檢查。復(fù)材厚度的測(cè)量允許每批取1張板材進(jìn)行。

　　5．5重復(fù)試驗(yàn)

　　在力學(xué)性能和工藝性能檢驗(yàn)中，如有1個(gè)試樣的結(jié)果不合格時(shí)，則從原受驗(yàn)板材(如原受驗(yàn)板材尺寸不夠時(shí)，可在同批產(chǎn)品中另取)或試板上取雙倍試樣進(jìn)行該不合格項(xiàng)目的復(fù)驗(yàn)。復(fù)驗(yàn)后仍有1個(gè)試樣的結(jié)果不合格時(shí)，則該批產(chǎn)品報(bào)廢，或逐張對(duì)不合格項(xiàng)目進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。合格者重新組批交貨。

　　6 交貨重量

　　當(dāng)合同中沒有特別注明時(shí)，復(fù)合板均按理論重量交貨。復(fù)合板的理論重量按復(fù)材和基材的厚度、復(fù)合板的長(zhǎng)度和寬度計(jì)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(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存(略)

　　附錄A

　　復(fù)合板的熱處理制度

　　(補(bǔ)充件)

　　復(fù)合板需進(jìn)行消除應(yīng)力退火時(shí)，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(shí)間：小于3h；

　　c．加熱和冷卻速度：80～200℃／h。

　　附錄B

　　鈦-鋼復(fù)合板的超聲波探傷方法

　　(補(bǔ)充件)

　　本方法是以鋼或不銹鋼為基材，以鈦為復(fù)材，總厚度大于8mm，單層一次復(fù)合的爆炸及爆炸-軋制復(fù)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(cè)復(fù)合板的復(fù)材與基材之間的貼合程度。

　　B．1．2方法類別本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用縱波脈沖反射法(或多次脈沖反射法)進(jìn)行超聲波探傷。接觸法或水浸法均可使用。

　　B．1．3對(duì)探傷人員的要求探傷操作人員應(yīng)達(dá)到部級(jí)或與此相當(dāng)?shù)膶W(xué)會(huì)級(jí)三級(jí)以上無損檢測(cè)人員水平；簽發(fā)及解釋檢驗(yàn)報(bào)告人員應(yīng)達(dá)到部級(jí)或與此相當(dāng)?shù)膶W(xué)會(huì)二級(jí)以上人員水平。

　　B．1．4探傷表面。

　　B．1．4．1復(fù)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(yīng)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(shè)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(yīng)符合ZBY230-84《A型脈沖反射式超聲波探傷儀通用技術(shù)條件》中規(guī)定的技術(shù)性能指標(biāo)。

　　B．2．1．2也可使用超聲波測(cè)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(cè)厚探頭。

　　B．2．2．2晶體尺寸一般為φ10～30mm，矩形為寬(10～20)mm×長(zhǎng)(15～30)mm，頻率為2．5～10MHz。

　　B．2．3耦合劑接觸法探傷時(shí)，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(duì)比試塊

　　B．2．4．1對(duì)比試塊應(yīng)采用與被探復(fù)合板的材料厚度、聲學(xué)性能和表面狀態(tài)相同或相似的復(fù)合板材料制成。

　　B．2．4．2對(duì)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(jù)被探板材的表面狀態(tài)、復(fù)材厚度、聲阻抗及外觀形狀、決定從復(fù)材面或從基材面進(jìn)行探測(cè)。

　　B．3．2探傷靈敏度

　　B．3．2．1探傷靈敏度根據(jù)被探板材的形狀決定。

　　B．3．2．2利用對(duì)比試塊調(diào)節(jié)探傷靈敏度。

　　B．3．2．3從復(fù)材面探測(cè)時(shí)，將探頭置于對(duì)比試塊A的完全結(jié)合部位，使來自復(fù)合板基材底面的一次反射波出現(xiàn)在熒光屏上，將其幅度調(diào)至熒光屏滿刻度的80％。

　　B．3．2．4從基材面探測(cè)時(shí)，將探頭置于對(duì)比試塊B的缺陷中心部位，使缺陷反射波出現(xiàn)在熒光屏上，將其幅度調(diào)至熒光屏滿刻度的80%。

　　B．3．2．5采用多次脈沖反射法時(shí)，將探頭置于對(duì)比試塊A的完全結(jié)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(xiàn)三次底面回波，或三次缺陷回波，將B1或F1的幅度調(diào)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(jié)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(cè)過程中，若出現(xiàn)始脈沖信號(hào)增寬底脈沖消失或缺陷脈沖的增寬增高前移時(shí)，由該區(qū)域?yàn)榉琴N合區(qū)。

　　B．3．3．2非貼合區(qū)的判定當(dāng)從復(fù)材面探測(cè)時(shí)，若來自基材底面的反射回波完全消失，并伴隨有來自復(fù)材與基材交界面的重復(fù)反射信號(hào)時(shí)，則該部位可認(rèn)為是非貼合區(qū)。

　　當(dāng)從基材面探測(cè)時(shí)，若來自復(fù)材底面的反射回波完全消失，并伴隨有來自基材與復(fù)材交界面的反射信號(hào)(即缺陷波)時(shí)，則該部位可認(rèn)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(fù)材面探測(cè)時(shí)，隨著探頭任意移動(dòng)方位，底面反射波下降至50％時(shí)，就是非貼合區(qū)的范圍。

　　非貼合區(qū)的寬度及長(zhǎng)度如圖B2所示。

　　測(cè)定探頭移動(dòng)的距離，晶片內(nèi)側(cè)長(zhǎng)度，即為非貼合區(qū)的長(zhǎng)度或?qū)挾取?/span>

　　B．3．3．3．2從基材面探測(cè)時(shí)，按B型對(duì)比試塊調(diào)整。非貼合區(qū)的范圍用半波高度法確定。

　　測(cè)定探頭的移動(dòng)距離，晶片的中心間距就是非貼合區(qū)的寬度及長(zhǎng)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(diào)試狀態(tài)不同時(shí)，可校正探傷儀靈敏度，使底面回波或缺陷回波幅度達(dá)到熒光屏滿幅度的80％。

　　B．3．5探傷速度

　　手動(dòng)探測(cè)時(shí)，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(duì)于掃查中發(fā)現(xiàn)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(diǎn)進(jìn)行記錄，并以相應(yīng)的幾何圖形在板面上表示，并計(jì)算其

　　面積。對(duì)于基材或復(fù)材因其內(nèi)部缺陷所造成的底面回波的降低應(yīng)不予考慮。

　　B．3．6．2非貼合區(qū)面積的計(jì)算采用近似計(jì)算。

　　B．3．6．3貼合率的計(jì)算公式

　　t= (S - SF) / S*100％…………………… (B．1)

　　式中：t——貼合率；

　　S——復(fù)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(jì)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(fù)合板總面積，cm2 ；

　　B．3．7當(dāng)復(fù)材厚度小于2mm，可采用測(cè)厚探頭或雙晶斜探頭從復(fù)材面進(jìn)行探測(cè)。

　　B．3．7．1．當(dāng)使用雙晶斜探頭探測(cè)時(shí)，若底面回波前移或消失、界面脈沖增寬時(shí)，則該區(qū)域?yàn)榉琴N合區(qū)。

　　B．3．7．2使用測(cè)厚探頭探測(cè)時(shí)，復(fù)合板完全貼合部位及未貼合部位的厚度由測(cè)厚儀直接顯示。

　　B．3．8探測(cè)報(bào)告

　　B．3．8．1對(duì)探傷情況作好詳細(xì)記錄，并填寫探傷報(bào)告。

　　B．3．8．2探傷報(bào)告包括：

　　a．委托單位、委托日期、委托編號(hào)、合同號(hào)、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(cè)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。