钛钢复合板及其在压力容器上的应用
压力容器用钛-钢复合板的三种制造工艺
压力容器用钛-钢复合板的三种制造工艺杨旋S史长根S葛雨珩S史和生2,赵林升1(1.解放军理工大学，江苏南京210007;2.南京润邦金属复合材料有限公司，江苏南京211803)摘要:由于钬材优异的耐蚀性能以及钢材的低成本特性，钬-钢复合板被越来越多地应用于压力 容器等领域。
为了促进钬-钢复合板的标准化生产，通过对爆炸焊接、爆炸+轧制以及真空轧制这 3种复合材料制备技术机理的综合分析，比较其制造工艺和技术参数，并进一步分析3种制造工艺 的特点和适用范围，对3种制造工艺下的复合板各项性能进行测试，结果表明，爆炸焊接复合板适 用于高压容器和超高压容器;爆炸+轧制复合板适用于中、高压容器;真空轧制复合板适用于低压 容器。
关键词:钦-钢复合板;爆炸焊接;爆炸+轧制；真空轧制中图分类号:T H49;T G392 文献标志码：B文章编号=1001 -4837(2016) 12 -0064 -07doi：10. 3969/j.issn.1001 -4837.2016. 12.010Three Kinds of Manufacturing Technologies of Titanium-SteelComposite Plate for Pressure VesselYANG Xuan1, SHI Chang - gen1, GE Yu - heng1, SHI He - sheng2, ZHAO Lin - sheng1(1. PLA University of Science and Technology,Nanjing210007 ,China;2.Nanjing Runbang Metal Cladding Material Co. ,Ltd. ,Nanjing211803 ,China)Abstract ：Titanium-steel composite plates are increasingly used in pressure vessels and other fields due to the excellent corrosion resistance of titanium and the low cost of steel.In order to promote the standardization of titanium-steel composite plate production,the mechanisms of explosive welding,explosion+ rolling and vacuum rolling have been analyzed comprehensively.With the manufacturing process and technical parameters compared,the advantages and the limitations of these technologies have been obtained.The analyses point differences of interfaces and properties of three manufacturing technologies.Meanwhile,the properties of three kinds of composite plates have been tested.The results indicate that the explosive welding composite plate is applied to high pressure and ultra-high pressure vessel,the explosive+ rolling composite plate is applied to medium and high pressure vessel and the vacuum rolling composite plate is applied to low pressure vessel.Key words ：titanium-steel composite;explosive welding；explosion+ rolling；vacuum rolling基金项目：国家自然科学基金资助项目（51541112)• 64 •第33卷第12期压 力容器总第289期〇引言钛及其合金由于具有重量轻、比强度高且耐腐蚀性能优异等特点，在各种压力容器、热交换器等石油化工和航空航天领域中均获得极其广泛的运用，但钛的价格昂贵，使用成本较高，制约了其应用范围[14。
钛_钢复合板压力容器制造技术
1 前言在某种腐蚀条件下，钛具有比不锈钢、铝、铜有更优良的耐蚀性[1]。
虽然造价比不锈钢设备高，但在一定条件下，钛制设备使用可靠性高，寿命长，因此钛得到了广泛的应用。
我国使用钛材制造化工设备已有40多年历史。
但是，钛制化工设备尤其钛-钢复合板制化工设备，比钢制化工设备在技术上有更多难度，积累经验也少得多，因此，对于钛-钢复合板制化工设备的设计、制造，备受关注。
钛-钢复合板制化工设备中用量最多的是容器，而且是压力容器。
一般情况下，当操作压力和温度（200℃以上）较高时，压力容器的封头和全部筒节均用钛-钢复合板制造，就是常说的钛-钢复合板压力容器。
2 钛-钢复合板生产方法按照目前复合板生产技术，钛-钢复合板生产方法允许使用轧制法、爆炸法、爆炸-轧制法三种方法。
压力容器钛-钢复合板常用的是爆炸法。
3 压力容器用钛-钢复合板级别3.1 压力容器用钛-钢爆炸复合板分为1级、2级、3级。
3.2 1级复合板，未结合率0%，用于过渡接头、法兰等高结合强度，且不允许不结合区存在；2级复合板，未结合率≤2%，是将钛材作为强度设计材料或特殊用途的复合板，如管板等；3级复合板，未结合率≤5%，是将钛材作为耐蚀设计，而不考虑其强度的复合板。
4 压力容器用钛-钢复合板材料主要技术规定4.1 覆材符合GB/T3621 钛及钛合金板材中的TA0、TA1、TA2、TA9、TA10。
4.2 基材符合4.2.1 GB713 锅炉和压力容器用钢板，如Q245R和Q345R；4.2.2 GB24511 承压设备用不锈钢钢板及钢带，如S30408；4.2.3 GB3531 低温压力容器用低合金钢钢板，如16MnDR；4.2.4 NB/T47008 承压设备用碳素钢和合金钢锻件，如16Mn；4.2.5 NB/T47009 低温承压设备用低合金钢锻件，如16MnD；4.2.6 NB/T47010 承压设备用不锈钢和耐热钢锻件，如S30408。
钛钢复合板的特点及应用领域
钛钢复合板的特点及应用领域
1.强度高：钢的强度远高于钛，钢是常用的结构材料，具有良好的强
度和刚性。
通过将钢与钛复合，钛钢复合板的强度得到进一步提高，可以
满足对于强度的特殊要求。
2.轻质化：相对于单纯使用钢材，钛钢复合板具有较低的密度，可以
降低总重量，从而减少对结构的负荷和能耗，提高工作效率。
3.耐腐蚀性好：钛具有优异的耐腐蚀性能，能够在各种腐蚀介质中长
期稳定运行。
钢的耐腐蚀性能较差，易受到化学介质的侵蚀。
将钛与钢复
合可以综合发挥二者的优点，提高材料的耐腐蚀性能。
4.高温性能优越：钛钢复合板具有较好的高温稳定性能，在高温环境
下仍然能够保持良好的机械性能。
5.制造工艺技术成熟：钛钢复合板制造工艺技术成熟，生产工艺相对
简单，材料可靠性高。
1.化工工业领域：钛钢复合板具有良好的耐腐蚀性能，广泛应用于化
工设备、石油设备、储罐、石化塔等场合，能够有效保护设备免受腐蚀侵蚀。
2.船舶制造领域：船舶在海洋环境下容易受到腐蚀，钛钢复合板可以
在船体结构中应用，提高船舶的耐腐蚀性能，延长使用寿命。
3.海洋工程领域：海洋环境恶劣，钛钢复合板具有优异的耐腐蚀性能，可以用于海洋工程设备、海洋油气平台等领域。
4.医疗器械领域：钛钢复合板用于制造医疗器械，例如手术器械、体
内植入材料等，具有良好的生物相容性。
总之，钛钢复合板具有强度高、耐腐蚀性好、轻质化等特点，广泛应
用于化工、船舶制造、海洋工程、医疗器械等领域。
随着科技的不断发展，钛钢复合板的应用领域将进一步扩大。
2024年钛钢复合板市场需求分析
2024年钛钢复合板市场需求分析1. 引言钛钢复合板是一种由钛和钢两种材料复合而成的复合材料板材。
由于其具有优异的耐腐蚀性、高强度和轻质化等优点，钛钢复合板在航空航天、汽车制造、化工等领域得到广泛应用。
本文将对钛钢复合板市场的需求进行分析，并探讨其未来的发展趋势。
2. 钛钢复合板的市场需求分析2.1. 钛钢复合板在航空航天领域的需求航空航天领域对材料的要求非常高，需要具备轻质化、高强度和耐腐蚀等特点。
钛钢复合板以其独特的制造工艺和材料特性，能够满足航空航天领域对材料的严苛要求，因此在该领域的应用需求持续稳定增长。
2.2. 钛钢复合板在汽车制造领域的需求随着汽车工业的快速发展，对轻质化材料的需求也日益增加。
钛钢复合板以其较低密度和高强度的特点，在汽车制造领域具有广阔的应用前景。
特别是在新能源汽车领域，由于电池重量的限制，对轻质化材料的需求更为迫切，因此钛钢复合板在新能源汽车制造中的应用需求将大幅增长。
2.3. 钛钢复合板在化工领域的需求化工领域中，由于部分工艺涉及到高温、强腐蚀等极端环境，对材料的选择要求非常严格。
钛钢复合板具有优异的耐腐蚀性能，能够很好地满足化工领域对于材料的耐腐蚀要求，因此在该领域的需求也在逐渐增加。
3. 钛钢复合板市场的发展趋势3.1. 材料技术的不断创新随着科技的进步和人们对材料性能的不断追求，钛钢复合板作为一种先进的复合材料，其制造技术也在不断创新。
随着制造工艺的改进，钛钢复合板的质量和性能得到了进一步提高，将进一步推动其在市场中的需求增长。
3.2. 行业应用的不断拓展钛钢复合板在航空航天、汽车制造和化工领域已经得到了广泛的应用，未来随着技术的进步和应用领域的拓展，钛钢复合板的市场前景仍然非常广阔。
例如，在建筑、能源和海洋工程等领域，钛钢复合板也有很大的应用潜力，因此市场需求将进一步增长。
3.3. 环保和可持续发展的推动由于钛钢复合板具有可回收再利用的特性，并且能够减少材料的消耗和能源的浪费，其在环保和可持续发展方面有着巨大的优势。
浅谈复合板材料制造压力容器的问题
浅谈复合板材料制造压力容器的问题摘要：复合板在近几年来得到了较广泛的应用，以取代某些环境下采用的纯不锈钢。
本文针对复合板制压力容器制造常见的问题进行了阐述，并对I类和II 类复合板制压力容器之间的异同和应注意的事项进行了深入论述。
关键词：复合板；压力容器；设计；制造；检验复合板是由基层材料和复层材料通过爆炸或爆炸——轧制等方法复合而成的双金属板。
由于复合板具有强度高、耐蚀耐磨等特殊性能好和造价较低等优点，近年来在石化、冶金、机械、能源、航天等领域得到广泛应用。
在压力容器行业中，复合板主要用于制造反应釜、换热器、贮罐等设备。
用于制造压力容器的复合板目前主要有两类，一类是基层材料与复层材料焊接性较好，这类材料有不锈复合钢板、镍基合金复合钢板等（以下简称I类材料）；一类是基层材料与复层材料焊接性较差或不能焊接，这类材料有钛复合板、铜复合板、铝复合板等（以下简称II类材料）。
对这两类复合材料，在容器产品设计、制造和检验时都有很大的不同，应区别对待。
1.材料要求对于复合板材料来说，基层与覆层贴合的紧密程度是非常关键的问题，如果基层与覆层间贴合不好，不仅不能满足防腐的要求，而且在使用过程中还有可能导致鼓包和大面积脱层，从而严重影响设备的安全使用。
同时在设备制造过程中会直接影响壳体的组对焊接质量，尤其容易导致焊缝及母材微裂纹的产生，给设备的安全使用留下隐患。
因此，在用复合板生产之前，仍然需要进行复验，用超声波探伤的方法对复合板的贴合程度进行抽查，不允许任何超标缺陷存在。
除此之外，还应视设备类别及所使用的介质等，对复合材料的力学性能，化学成分进行复验，以确保压力容器主体材料的可靠性。
2.容器制造采用机械切割时，复层朝上，并应注意防止复层表面的损伤。
对厚度大于12mm以上的复合钢板，可按设备装备情况依次采用等离子切割、气割、氧助熔剂切割。
切割后用机械方法切除热响区及端面缺陷和裂纹，严禁将切割熔渣溅在复层表面上。
等离子切割时，将复层面朝上，从复层侧开始切割；采用气割时，复层朝下，从基层侧开始振动切割。
复合钢板压力容器制造工艺
复合钢板压力容器制造工艺沈阳东方钛业股份有限公司 销售部 摘要：文章首先分析了复合钢板压力容器生产前的准备工作，并对加工过程中所应用到的各项技术方法和安全措施进行探讨，总结出加工中的注意事项，避免在加工制造过程中，有影响到复合板材料质量安全的问题出现。
关键词：复合钢板；压力容器；制造工艺一、复合板制作前准备复合板由基层材料和复层材料（或包含过渡层）通过爆炸或爆炸---轧制等方法复合而成的双层（或三层）金属板。
复合板具有强度高、耐蚀、耐磨等特殊性能和造价低等优点，主要用于制造反应釜、换热器、贮罐等设备。
复合板目前主要有两类：一类是基层材料与复层材料焊接性较好，如不锈钢复合板、镍基合金复合板等；另一类是基层材料与复层材料焊接性较差或不能焊接，如钛/钢复合板、锆/钛/钢复合板等，对这两类复合材料，在压力容器产品设计、制造和检验时，都有很大的不同，应区别对待。
以GB150.2-2011《压力容器—材料》和NB/T47002-2009《压力容器用爆炸焊接复合板》为依据，复合板容器在制造前，应对复合板的贴合率进行检验。
如果基层和复层间的贴合率达不到要求，不仅不能满足防腐、耐磨等特殊性要求，而且还有可能产生容器壳体鼓包或大面积脱层，严重降低设备使用寿命和安全性能，贴合不紧还将造成容器壳体的组装和焊接困难。
因此，贴合率检查对复合板容器制造至关重要。
复合板材料稳定性的控制，以加强技术手段来解决调控办法。
容器制造前，使用超声波探伤对复合板的贴合率再次进行复验。
复合板合成过程中，及时检测材料厚度（考虑到爆炸复合可能带来的减薄，有时需要对复层材料适当加厚），确保合成后的复合板满足标准要求和图样规定。
二、复合板筒体制作与组焊复合板筒体卷圆时，以中性层周长为基准，及时测量筒体外圆周长，确保筒体周长与对接的另一筒体（或封头）周长保持一致。
筒体与筒体（或封头）拼接前，要对筒体或封头的直径进行测量，观察是否一致，并从技术性角度探讨误差的解决方案，避免压力容器使用功能最终受到影响。
钛钢复合板应用介绍
钛钢复合板应用介绍钛因其优良的耐腐蚀性而被大量用作各种化学反应容器、热交换器材料，但缺点是成本较高。
特别是作为结构部件使用时这个问题尤为突出，有效的解决方法就是使用钛钢复合板。
钛与普通钢的复合材称之为钛钢复合材，既有钛的耐蚀性，又有普通钢板作为结构物的强度，重要的是成本也大幅度下降了。
近年来，钛钢复合板又增添了新用途，即在海洋土木领域开始适用于钢构造物的防蚀材。
这不仅是因其成本较低，作为主体的钢构造物的焊接安装来看，也必须采用钛钢复合板。
钛钢复合板的概述何谓钛钢复合板？钛钢复合板是指将在一般普通钢板的表面用耐蚀性好的金属钛包覆，普通钢板的耐蚀性自然就提高了。
在JIS标准中，该板主要用于压力容器、锅炉、核反应堆、贮存器等，采用的均是厚度达8mm以上的复合钢，其规格号为G3603。
钛钢复合板的历史日本钛加工材的生产始于1954年，钛钢复合板则始于1962年。
那时的生产方法称之为「爆炸复合法」，凭借炸药的爆发能而接合的一种方法。
1986年开发了热轧法，厚板轧制法。
1990年又开发了连续热轧带卷的生产法，主要是指薄板的生产。
钛钢复合板的应用领域爆炸法、厚板轧制法制造的钛钢复合板为厚板，其用途主要用作耐蚀性构造材料。
高纯度对酞酸设备等的化工设备、冷凝器的管板用在发电设备上。
连续热轧制造的钛钢复合板为薄板，主要用在海洋钢构造物的衬里，应用领域为海洋土木。
钛钢复合板的制造方法一般复合钢板的制造方法有：填充金属钢锭轧制法、爆炸复合法、轧制压接法、堆焊法等。
钛钢复合板的场合，考虑到钛的特性，工业上常采用爆炸复合法或轧制压接法，而实际的生产方法则包括①爆炸复合法，轧制压接法又包括②厚板轧制法③与连续热轧法。
爆炸复合法通常是在常温下进行的，轧制压接法是将板组装、加热轧制。
爆炸复合法爆炸复合法的要点:首先将欲压接的2张金属板之间保持一定间隔放置,在其上面再放上适量炸药。
由炸药的一端起爆，爆炸速度每秒数千米，凭借该爆发能钛板从基材钢板的角度碰撞。
2023年钛钢复合板行业市场分析现状
2023年钛钢复合板行业市场分析现状
钛钢复合板是一种由钛及钢材两种金属材料复合而成的高性能复合材料，被广泛应用于船舶、化工、航空航天等众多领域。
在市场上，钛钢复合板是一种高技术含量、高附加值的产品，具有重要的市场价值。
目前，全球的钛钢复合板市场规模较大，市场需求稳定。
在船舶领域，由于钛钢复合板具有良好的耐蚀性和疲劳特性，其被广泛应用于制造船体、船舶配件以及舵、桨等关键部位。
此外，在化工领域，钛钢复合板常常被用于制造化工容器及储罐等产品。
随着化工行业的发展，市场需求不断增加。
而在航空航天领域，钛钢复合板的轻便性和高强度得到广泛关注，其被应用于制造飞机、导弹及卫星等高科技产品。
然而，钛钢复合板在生产制造上存在一定的难度，相关技术含量较高，制造商需要具备非常高的生产水平和技术实力才能生产出高质量的产品。
也因此，钛钢复合板的生产企业在国内仍然相对较少，但随着相关技术的进步和生产工艺的发展，国内钛钢复合板市场正逐步扩大，具有发展潜力。
目前，全球钛钢复合板市场主要受到市场供需关系、国际贸易政策、原材料价格等多种因素的影响。
另外，气候变化、自然灾害等因素，也可能对该市场造成一定的冲击。
不过，随着全球经济的增长和相关技术的不断突破，钛钢复合板市场仍然具有广阔的发展前景，未来的市场需求有望继续增长。
总之，钛钢复合板是一种高技术含量、高附加值的产品，具有广泛的应用前景，市场需求稳定。
虽然在生产和制造上存在一定的难度，但随着相关技术的不断发展和生产工艺的不断进步，该市场有望进一步扩大，为钛钢复合板行业的发展带来更多的机会和挑战。
2023年钛钢复合板行业市场需求分析
2023年钛钢复合板行业市场需求分析
钛钢复合板作为一种新型的材料，目前在市场需求方面得到了越来越多的关注。
钛钢复合板具有高强度、防腐蚀等优点，广泛应用于建筑、化工、船舶、机械等领域。
本文将从这些领域来分析钛钢复合板的市场需求。
一、建筑领域
钛钢复合板在建筑领域的应用主要集中在大型建筑和高层建筑的外墙装饰、幕墙系统、屋面覆盖等方面。
钛钢复合板具有良好的韧性和耐腐蚀性能，能够有效地防止氧化、腐蚀和风化等问题，同时还具有良好的隔热和隔音效果，能够满足人们对建筑材料的多种需求。
二、化工领域
钛钢复合板在化工领域的应用主要集中在储存和输送化学品、制药、食品等特殊环境下的设备、管道和容器中。
这些场合对材料的耐腐蚀性、耐磨性和耐高温性要求非常高，而钛钢复合板的防腐性能能够有效地保护设备和管道不受化学品和高温的侵害，从而保证生产的安全性和稳定性。
三、船舶领域
钛钢复合板在船舶领域的应用主要集中在船体、甲板和各种重要设备和配件上。
船舶特殊的海洋环境对材料的耐腐蚀性要求非常高，而钛钢复合板能够有效地防止船体和设备的腐蚀，从而保证船舶的安全性和稳定性。
四、机械领域
钛钢复合板在机械领域的应用主要集中在制造机床、模具、压力容器、发动机等高端设备和零部件中。
机械设备对材料的强度、硬度、韧性和耐磨性等多方面指标要求极高，而钛钢复合板能够满足这些指标要求，从而保证机械设备的高性能和长寿命。
总体来看，钛钢复合板在各个领域的需求都非常大，随着科技的不断进步，对钛钢复合板的要求也在不断提高，所以在未来的市场中，钛钢复合板将会越来越受到市场的关注和使用。
浅谈复合钢板压力容器制造工艺应用
浅谈复合钢板压力容器制造工艺应用摘要：随着经济的飞速发展和社会的不断进步，当前复合钢板压力容器在很多行业广泛应用，其应用领域包括；化工、石油、医疗等，其对于环境保护具有重大的现实意义。
这主要是因为复合钢板压力容器相对于碳钢压力容器来说，具有更强的压力承受能力和抗腐蚀能力。
这在一定程度上拓展了容器的使用范围，且在价格上也比不锈钢材料的压力容器更加便宜，节约了制造成本。
虽然复合钢板压力容器具有诸多优势，但当前国内能够生产复合钢板压力容器的企业并不多，而且产品包含了很多质量问题。
这是由于复合钢板压力容器的制造工艺比较复杂，属于新兴的技术，国内还缺乏这一方面的技术和专业人才。
因此本文分析复合钢板压力容器的制造工艺具有极大的现实意义。
关键词：复合钢板；压力容器；制造工艺及要求通常采用的压力容器复合钢板大都是以某一种钢材作为底料，再辅以另一种钢材或有色金属进行再次覆盖，也就是俗称的复层，再以热熔或爆炸成型的特殊工艺完成复合钢板的双金属镀层。
这其中对底料钢材的要求比较高，需要强度刚度在一个系数范围内，且要保证钢材具有抗腐蚀能力。
由于以上特性，复合钢板在医疗器械、石油开采、化工制作和航空航海设备制作上具有很大的使用空间。
与此同时，由于复合钢板对压力容器的压力作用巨大，这使得在石油化工使用该复合钢板过程中容易发生危险。
既要保证耐压，又要保证使用的液体介质的腐蚀性不会影响复合钢板。
1复合钢板前期准备复合钢板底层材料与覆盖层的材料要根据实际需求情况决定。
通常状况下，底层材料要求17MnR，覆盖层材料指定OCr18Ni9不锈钢复合钢板。
必须注意，在复合前期复合的钢板必须满足下列要求：（1）在众多材料中选取出来的复合钢板必须符合国家质量检测标准，且要保证复合钢板板面平整光滑。
（2）复合钢材的使用同样要保证外观，不能出现明显问题。
底层材料和覆盖层材料的结合度必须保证98％以上，未贴合部分低于45cm2。
如果底层材料和覆盖层材料在表面磨平上存在问题，不能解决也必须保证总面积低于整体复合面积的18%。
钛钢复合板组成、成形制造方法、用途
钛钢复合板的制造技术与其广阔的用途钛因其优良的耐腐蚀性而被大量用作各种化学反应容器、热交换器材料，但缺点是成本较高。
特别是作为结构部件使用时这个问题尤为突出，有效的解决方法就是使用钛钢复合板。
钛与普通钢的复合材称之为钛钢复合材，既有钛的耐蚀性，又有普通钢板作为结构物的强度，重要的是成本也大幅度下降了。
近年来，钛钢复合板又增添了新用途，即在海洋土木领域开始适用于钢构造物的防蚀材。
这不仅是因其成本较低，作为主体的钢构造物的焊接安装来看，也必须采用钛钢复合板。
钛钢复合板的概述何谓钛钢复合板？在《英和词典》上的「CLAD」是指「特别是将防蚀金属包覆在别的金属上」。
《钢铁便览》上的「复合钢板」则是指将「一般普通钢板与其它金属复合」。
即钛钢复合板是指将在一般普通钢板的表面用耐蚀性好的金属钛包覆，普通钢板的耐蚀性自然就提高了。
在JIS标准中，该板主要用于压力容器、锅炉、核反应堆、贮存器等，采用的均是厚度达8mm以上的复合钢，其规格号为G3603。
钛钢复合板的历史日本钛加工材的生产始于1954年，钛钢复合板则始于1962年。
那时的生产方法称之为「爆炸复合法」，凭借炸药的爆发能而接合的一种方法。
1986年开发了热轧法，厚板轧制法。
1990年又开发了连续热轧带卷的生产法，主要是指薄板的生产。
钛钢复合板的应用领域爆炸法、厚板轧制法制造的钛钢复合板为厚板，其用途主要用作耐蚀性构造材料。
高纯度对酞酸设备等的化工设备、冷凝器的管板用在发电设备上。
连续热轧制造的钛钢复合板为薄板，主要用在海洋钢构造物的衬里，应用领域为海洋土木。
钛钢复合板的制造方法一般复合钢板的制造方法有：填充金属钢锭轧制法、爆炸复合法、轧制压接法、堆焊法等。
钛钢复合板的场合，考虑到钛的特性，工业上常采用爆炸复合法或轧制压接法，而实际的生产方法则包括①爆炸复合法，轧制压接法又包括②厚板轧制法③与连续热轧法。
爆炸复合法通常是在常温下进行的，轧制压接法是将板组装、加热轧制。
钛钢复合板的特点及应用领域_闫力
综述No.3，2011钛钢复合板的特点及应用领域闫力（宝钛集团有限公司，陕西宝鸡721014）摘要：本文论述了钛钢复合板的特性及应用优势，阐述了钛钢复合板在石化、电力、盐化工、海水淡化及海洋工程中领域的应用。
关键词：钛；爆炸钛钢复合板；材料特性；石化；盐化工；海水淡化；海洋工程Behaviotsard applications of Ti/Steel composite sheetsLi Yan（Baoti Group Ltd．，Baoji Shaanxi，720104）Abstract：The paper discusses behaviors and advantages of Ti/Steel composite sheets．Its applications in petrochemical indus-try，electric power，salt chemistry，sea water desalinization and oceaneering are also mentioned．Key words：titanium；explosion-clading titanium-steel sheets；material behaviors；petrochemical industry；salt chemistry；sea water desalinization；oceaneering金属层状复合板可以使强度、熔点、热膨胀系数差异极为悬殊的不同金属实现完美的冶金结合，集不同材料的优点于一身，充分发挥不同材料的使用特性，大大节约稀贵金属材料，降低设备的制造成本，使稀贵金属在许多领域的应用成为可能。
采用爆炸复合技术生产的复合材料能实现不同金属的完美结合，而且不改变原来材料的成分和物理特性。
金属复合板材可以单独设计，根据需要将不同材料设计制造成最佳使用状态。
金属复合板材料既具有碳钢良好的可焊性、成形性、导热性及较好的力学性能，又具有各种复层优良的耐腐蚀性能。
钛-钢复合层板压力容器的裂纹扩展及寿命分析
钛-钢复合层板压力容器的裂纹扩展及寿命分析钛-钢复合层板压力容器的裂纹扩展及寿命分析引言：钛-钢复合层板压力容器是一种重要的工业设备，广泛应用于石油、化工、航空航天等领域。
然而，由于操作条件的复杂性和容器内外压力的不均匀性，该类容器存在裂纹扩展和失效的风险。
因此，对钛-钢复合层板压力容器的裂纹扩展行为及寿命进行分析具有重要意义。
1. 钛-钢复合层板压力容器的结构特点钛-钢复合层板压力容器采用钛层和钢层的复合结构，钛层具有良好的耐腐蚀性和轻量化特点，而钢层则具有良好的强度和可焊接性。
这种复合结构能够有效提高容器的机械性能和耐腐蚀性，同时降低容器的重量。
2. 裂纹扩展机理钛-钢复合层板压力容器在工作过程中，受到内外压力的作用。
由于钛层和钢层的材料性能不同，容器内外的应力分布存在差异。
这种差异应力会导致容器内部出现裂纹，进而导致裂纹扩展。
裂纹扩展主要受到应力强度因子和断裂韧性两个因素的影响。
应力强度因子是裂纹尖端的应力集中程度的度量，断裂韧性则是材料抵抗裂纹扩展的能力。
3. 裂纹扩展行为分析为了分析钛-钢复合层板压力容器的裂纹扩展行为，可以采用有限元方法进行数值模拟。
首先，根据容器实际工作条件和物理特性，建立相应的数学模型。
然后，针对不同裂纹大小和方向，施加不同的加载条件，模拟裂纹的扩展行为。
最后，根据模拟结果，得出裂纹扩展速率和寿命预测。
4. 寿命分析寿命是指容器的使用寿命，即容器能够安全、可靠地工作的时间期限。
寿命主要受到裂纹扩展速率和裂纹长度的影响。
裂纹扩展速率可以通过实验或数值模拟得到，裂纹长度则需要通过检测手段进行测量。
在容器设计和使用过程中，需要制定相应的裂纹监测计划和维护措施，定期对容器进行检测和维修，及时处理和修复裂纹，以保证容器的寿命和安全性。
结论：钛-钢复合层板压力容器的裂纹扩展及寿命分析是一项重要的工作，对保证容器的安全运行具有关键作用。
通过裂纹扩展机理和行为分析，可以更好地预测和评估容器的寿命，为容器设计、维护和检测提供科学依据。
压力容器用钛_钢复合板覆材的选择
ｏｆ Ｒ ｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｔｏ Ｃ ｏｒｒｏｓｉｏｎ（耐蚀铬钢复合钢板规范）［Ｓ］． １９９９ ［２］ ＡＳＴＭ Ａ２６４ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒＣ ｈｒｏｍ ｉｕｍ －Ｎ ｉｃｋｅｌＳｔａｉｎｌｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ Ｃ ｏｍ ｐｏｓｉｔｅ Ｐｌａｔｅ（铬－ 镍不锈钢复合钢板规范）［Ｓ］．１９９９ ［３］ ＡＳＴＭＡ２６５ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒＮ ｉｃｋｅｌａｎｄ Ｎ ｉｃｋｅｌＡ ｌｌｏｙ Ｃ ｏｍ ｐｏｓｉｔｅ Ｐｌａｔｅ（镍及镍合金复合钢板规范）［Ｓ］．１９９９ ［４］ ＡＳＴＭ Ｂ８９８ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ａ ｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ Ｍ ｅｔａｌｌｉｃ Ｃ ｏｍ ｐｏｓｉｔｅ Ｐｌａｔｅ ｏｆＲ ｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｔｏ Ｃ ｏｒｒｏｓｉｏｎ（活性和耐蚀金属复合板 规范）［Ｓ］．１９９９ ［５］ ＪＩＳ Ｇ３６０３－ １９８６ Ｔｉｔａｎｉｕｍ －ＳｔｅｅｌＣ ｏｍ ｐｏｓｉｓｔｅ Ｐｌａｔｅ（钛－ 钢复 合板）［Ｓ］．１９８６ ［６］ ＧＢ ８５４７－ ８７ Ｔｉｔａｎｉｕｍ －ＳｔｅｅｌＣ ｏｍ ｐｏｓｉｓｔｅ Ｐｌａｔｅ（钛－ 钢复合 板）［Ｓ］．１９８７ ［７］ ＧＢ ８５４８ － ８７ Ｔｉｔａｎｉｕｍ －Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ Ｃ ｏｍ ｐｏｓｉｓｔｅ Ｐｌａｔｅ （钛－ 不锈钢复合板）［Ｓ］．１９８７ ［８］ Ｅｄｉｔｅｄ Ｇｒｏｕｐ ｏｆ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｒａｒｅ Ｍｅｔａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ （稀有金属材料加工手册编辑组）．Ｈ ａｎｄｂｏｏｋ ｏｆＲ ａｒｅ Ｍ ｅｔａｌ Ｍ ａｔｅｒｉａｌｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（稀有金属材料加工手册）［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ： Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｐｒｅｓｓ，１９８２． １１～１３
≥１６５＊ ≥２１５＊
钛钢复合板及其制备应用研究现状与发展趋势
钛/钢复合板是由钛板与钢板以层状方式组合而成的一类先进金属层状复合材料，兼具钛的优良耐腐蚀性能和钢的高强度、低成本的特点，在石化电力、盐化工、交通运输、展，市场对钛/钢复合板的尺寸规格、界面结合质量和力学性能等都提出了新的要求。
虽然爆炸复合法、爆炸‒轧制复合法、扩散复合法和轧制复合法（包括热轧复合法或冷轧复合法）都可以制备钛/钢复合板，但是这些方法普遍存在着污染环境、制备成本高、难以连续化制备、复合板尺寸规格受限以及质量和性能仍然偏低等问题，越来越无法满足市场不断提出的更高需求。
界面结合质量作为钛/钢复合板的重要性能指标始终是受关注的重点，表面处理方法、热轧温度、过渡层金属和热处理工艺等影响界面结合质量的因素也一直是该领域的研究热点。
因为钛/钢界面生成的TiC、FeTi或Fe2Ti等脆性相会损害钛/钢复合板的界面结合质量，而加入过渡层金属可以在一定程度上有效避免脆性相的生成，所以人们对钛/钢界面过渡层金属的选择和过渡层对界面结合质量的影响进行了大量研究，但过渡层金属的添加会增加原料和制备的成本，限制了工业化推广应用[6-11]。
国外对钛/钢复合板的研究较早，特别是日本、美国已经在化工、核电和海洋工程等领域大规模使用。
国内对钛/钢复合板的研究起步较晚，宽幅钛/钢复合板的制备技术仍不成熟，尺寸规格以及复合率、板形等产品质量与国外相比仍有较大差距。
本文从制备方法、界面特征、应用现状和发展趋势等多个角度对钛/钢复合板的研究开发现状进行了综述，以期为钛/钢复合板的深入理论研究提供参考，推动钛/钢复合板制备技术的进步，拓宽钛/钢复合板的应用领域。
1. 钛/钢复合板的研究现状原材料情况决定了钛/钢复合板的制备方法和应用领域，而复合板尺寸、界面特征和力学性能则是影响钛/钢复合板实际应用的主要指标和关键因素。
所以，原材料情况以及复合板尺寸、界面特征和力学性能一直都是钛/钢复合板研究开发所关注的热点和重点内容。
1.1 原材料情况钛的原子序数22、原子质量47.87，在低于882 ℃为密排六方结构的α-Ti，当温度超过882 ℃后，钛会转变为体心立方结构的β-Ti。
钛-钢复合板制压力容器设计概述
148化工机械2020年钛-钢复合板制压力容器设计概述李桓罗永智王治刚王芳钰（兰州兰石重型装备股份有限公司）摘要介绍了钛-钢复合板制压力容器的设计特点，主要对筒体、接管、法兰复层间的连接结构进行了分类概括，并总结了钛-钢复合板制压力容器的设计注意事项。
关键词压力容器钛-钢复合板特点连接结构注意事项中图分类号TQ051.3文献标识码A文章编号0254-6094（2020）02-0148-04随着我国经济的发展，钛材的生产和应用快速增长，钛材能够在高温和低温工况下，对海水、湿氯气、二氧化氯、硝酸、醋酸、浓度低于4%的硫酸、氯化铁、氯化烃类及尿素等中性、氧化性、弱还原性介质具有优良的耐腐蚀性能［1$。
在化工设备上用钛代替碳钢、不锈钢及铜等材料可以大幅提高设备的使用寿命,虽然造价投资大，但经济效益良好。
目前，我国钛-钢复合板生产经验成熟可靠，钛-钢复合板制压力容器［2$已在石油化工、制盐、制碱及制药等行业中广泛应用。
1钛-钢复合板制压力容器的特点钛-钢复合板制压力容器的特点如下：a.钛-钢复合板材料经济性好。
钛材单位重量的价格约是一般普通钢材的50倍，约是不锈钢的6倍。
若采用纯钛材结构，不但价格昂贵，而且当钛板厚度大于25mm时，焊接困难，工艺复杂，焊接质量无法保证％b.严格避免钢、钛互熔的焊接结构［3$。
钛的熔点高、无磁性，铁在钛中的溶解度仅为0.05%~ 0.10%，两者焊接困难，不能熔焊％除此之外，铁等其他金属熔于钛焊缝金属中会形成硬而脆的金属间化合物，极大地降低焊接接头塑性，除爆炸焊接和钎焊外，钛不能直接焊在钢上。
C.焊接部位要用惰性气体保护。
钛的化学性能极为活泼，会迅速与空气中的氧、氮及氢等气体进行化合作用，形成脆性化合物％氧和氮会使钛材塑性下降而强度和硬度增高，其中氮的危害程度更大；而氢会使焊接接头的冲击吸收能量值急剧下降，塑性变化小,产生氢脆现象％d.外壳设置一定数量的检漏孔％在正常运行时，检漏孔可以检查钛-钢复合层是否泄漏，还可以作为设备温度升高时壳体和衬层间遗留气体的出口；在制造和检修时由此通入保护气体，对焊缝背面进行保护％e.设备操作温度不超过350"。
压力容器用钛钢复合板缺陷的爆炸堆焊修复技术
0. 11
20g
—
99
0. 02
0. 015
0. 001
0. 014
< 0. 40
525
0. 24
—
—
—
—
400
440
35
> 235
25
2. 2 爆炸焊接缺陷区域 由于此复合板采用中心起爆 ,其管板中心不可
避免会产生一定缺陷区域 ,即不结合区域 。经超声 波探伤测定管板中心 152 mm 区域出现未结合区 , 需进行修复 。 2. 3 修复工艺
(M Pa) (M Pa) ( % )
τ b
TA2 (8 + 45) 310 436 31 好 好 272
5 结论
(1)采用爆炸 +堆焊复合修复技术 ,可实现钛 - 钢复合板缺陷及不结合区的修复 ,修复后的钛 钢复合板其各项性能指标均符合压力容器和 GB 8547—87的要求 。
(2)爆炸复合用钛薄层衬板厚度应选用 δ= 1～ 3 mm ,优先选用 1. 5～2 mm。炸药爆速选用 2300～ 2800 m / s,优先选用 2500 m / s。
4 修复前后性能对比
通过缺陷修复区域和合格钛类复合材料的对比
可以发现 ,其修复后的各种技术指标均已达到或超
过 GB 8547—87。合格钛复合材料和缺陷修复区域
技术指标对比如表 3～6所示 。
表 3 (8 + 45)合格钛 —20g钢复合材料结合区
不同位置的化学成分
(%)
元素
界面
钛侧
钢侧
漩涡区
(3)堆焊厚度 3～12 mm ,堆焊焊丝选用 2. 0～ 4. 0 mm ,优先选用 3. 2 mm ,每次堆焊厚度 0. 5 ～1 mm ,优先选用 0. 8 mm。
钛钢复合板研究报告
钛钢复合板研究报告钛钢复合板是一种新型材料，由钛合金层和钢板层通过爆炸焊接工艺镶嵌在一起形成。
钛钢复合板具有钢材的高强度和钛合金的耐腐蚀性和轻质特性，因此在航空航天、海洋工程、汽车制造等领域有着广泛的应用前景。
一、钛钢复合板生产工艺1.准备材料。
原材料是钛板和钢板，在生产之前要先进行预处理。
2.爆炸焊接。
爆炸焊接是将钛合金和钢板放在一起，通过爆炸产生的能量使两者融合在一起。
3.卷板。
将焊接好的钛钢板通过卷板机进行卷曲，制成所需的钛钢复合板。
二、钛钢复合板的性能特点1.高强度。
钢板层具有高强度，钛合金层也具有优异的强度特性。
2.耐腐蚀性。
钛合金层能够耐受海水、酸碱等强腐蚀介质，使得钛钢复合板在海上钻井平台、船舶制造等领域得到广泛应用。
3.轻质化。
钛合金层轻便，可以降低整体重量，使得机器设备在使用时能够更为灵活。
4.防爆性。
钛钢复合板的制作工艺具有防爆优势，可以用于制造安全强度要求高的设备。
三、钛钢复合板的应用领域1.航空航天领域。
航空航天器件的制造需要材料具有一定的耐压和耐高温性能，而钛钢复合板正好满足这一要求。
2.海洋工程领域。
海洋的盐度、温度、腐蚀性等特点，对材料的要求极为苛刻，而采用钛钢复合板能够有效减少海洋工程设备的维修成本。
3.汽车制造。
汽车制造行业中要求材料具有一定的安全性和重量要求，使用钛钢复合板能够在保证材料强度的情况下尽可能减少整车重量。
四、钛钢复合板的研究现状目前，钛钢复合板制作工艺已趋于成熟，但在制作过程中会遇到爆炸焊接技术难度高、钢板与钛合金的配合度不高等问题。
因此，目前的研究主要集中在加强钢与钛合金的结合度、钛合金层的稳定性、生产工艺的改进等方面。
预计在未来的研究中，钛钢复合板的应用领域将会进一步拓展，同时也会有更多的创新技术应用到钛钢复合板的生产中。
综上所述，钛钢复合板作为一种新型材料，在高强度、耐腐蚀性、轻质化等方面具备突出的优势，将在航空航天、海洋工程、汽车制造等领域得到广泛应用。
钛钢复合板用途
钛钢复合板用途一、引言钛钢复合板是一种新型的材料，它由钛板和不锈钢板通过特殊工艺复合而成。
这种材料具有优异的耐腐蚀性、强度高、重量轻等特点，因此在工业、建筑、航空航天等领域得到广泛应用。
二、工业领域用途1. 化工设备钛钢复合板具有极高的耐腐蚀性，可以承受各种酸碱介质和高温高压环境。
因此，在化工设备中广泛应用，如制造反应釜、加热炉等。
2. 海洋开发海洋环境中盐雾浓度高，氧化作用严重，普通金属很容易生锈。
而钛钢复合板不仅能够抵抗海水侵蚀，还能够承受海底巨大的水压力。
因此，在海洋开发中被广泛应用。
3. 石油化工石油化工行业对材料的耐蚀性要求极高，而钛钢复合板可以承受各种酸碱介质和高温高压环境，因此在石油化工行业得到广泛应用。
如制造油气储罐、管道等。
1. 外墙装饰钛钢复合板具有优异的表面质量和装饰效果，因此在外墙装饰中广泛应用。
其表面可以进行各种花纹、颜色处理，使建筑物更加美观。
2. 屋顶材料钛钢复合板具有较好的抗风性能和耐久性，因此可以作为屋顶材料使用。
其轻量化的特点也能够减轻建筑物的自重。
3. 内部装修钛钢复合板不仅可以作为外墙材料和屋顶材料使用，在内部装修中也有广泛应用。
如制造吊顶、隔断等。
四、航空航天领域用途1. 飞机结构件飞机在高空中需要承受极端的氧化作用和高温高压环境，而钛钢复合板具有优异的耐腐蚀性和强度高的特点，因此被广泛应用于飞机结构件制造中。
2. 卫星部件卫星在太空中需要承受极端的环境，而钛钢复合板具有轻量化、耐腐蚀等特点，因此被广泛应用于卫星部件制造中。
1. 电子产品外壳钛钢复合板具有较好的导电性能和强度高的特点，因此可以作为电子产品外壳使用。
其表面还可以进行各种花纹、颜色处理，使产品更加美观。
2. 医疗器械医疗器械需要具备优异的耐腐蚀性和生物相容性，而钛钢复合板具有这些特点，因此被广泛应用于医疗器械制造中。
3. 汽车零部件汽车零部件需要具备优异的强度和耐腐蚀性能，而钛钢复合板具有这些特点，因此被广泛应用于汽车零部件制造中。
压力容器 特材应用简介
☆
/
TA10
Ti-0.3Mo0.8Ni
/
/
TC4
Ti-6AL-4V
☆
/
钛及钛合金常用标准
GB/T6611-1986 《钛及钛合金术语》 ☆
2.纯碱工业
3.农药生产
4.尿素生产
5.钛白粉生产
6.精细化工
用于薄膜浓缩器、煅烧窑进料管，离心器分布盘等
用于防老剂J冷却器，白碳黑生产中的搅拌器，塔盘，浮阀， 喷嘴等，吐氏酸生产中的氨化锅等
7.合成纤维和 人造纤维
用于维尼纶生产中的醋酸精馏塔，冷凝器；用于己内酰胺生产 中的二盐反应器、水解器、肟化反应器、二盐水解中间加热器， 羟胺换热器，羟胺二磺酸盐加热器、尾气罗茨鼓风机、光亚硝 化反应器；用于涤纶生产中的高温洗涤器和冷凝器、高温加热 器、屏蔽泵、醋酸脱水塔；用于人造纤维生产中的塑化槽、电 渗析器阳极板等。包括相应的阀门、管件。
5.钛的熔点比碳钢和不锈钢略高，常温下TA2为1660℃ ，钢约为1500℃ 。 6.钛的比热和比电阻与奥氏体不锈钢相近，无磁性。 钛材物理性能与温度的关系：
钛及钛合金机械性能
1.工业纯钛一般在退火状态下使用。工艺为680~700℃，保温0.5~2小时， 空冷。 2.工业纯钛没有明显的屈服点（回弹大），屈强比高（胀管率低） 。 3.工业纯钛抗拉强度和变形速率有很大关系，即钛对拉伸试验时的拉伸速度 敏感性很大，拉伸速度提高时，抗拉强度上升，延伸率及断面收缩率下降。 4.工业纯钛的冲击韧性与材料所含氢、氧、氮等杂质有很大关系，我国材料