鈦鋼復(fù)合板的概述，制造方法及應(yīng)用領(lǐng)域
鈦鋼復(fù)合板的概述
何謂鈦鋼復(fù)合板？鈦鋼復(fù)合板是指將在一般普通鋼板的表面用耐蝕性好的金屬鈦包覆，普通鋼板的耐蝕性自然就提高了。在JIS標(biāo)準(zhǔn)中，該板主要用于壓力容器、鍋爐、核反應(yīng)堆、 貯存器等，采用的均是厚度達8mm以上的復(fù)合鋼，其規(guī)格號為G3603。
鈦鋼復(fù)合板的歷史
日本鈦加工材的生產(chǎn)始于1954年，鈦鋼復(fù)合板則始于1962年。那時的生產(chǎn)方法稱之為「爆炸復(fù)合法」，憑借炸藥的爆發(fā)能而接合的一種方法。1986年開發(fā)了熱軋法，厚板軋制法。1990年又開發(fā)了連續(xù)熱軋帶卷的生產(chǎn)法，主要是指薄板的生產(chǎn)。
鈦鋼復(fù)合板的應(yīng)用領(lǐng)域
爆炸法、厚板軋制法制造的鈦鋼復(fù)合板為厚板，其用途主要用作耐蝕性構(gòu)造材料。高純度對酞酸設(shè)備等的化工設(shè)備、冷凝器的管板用在發(fā)電設(shè)備上。連續(xù)熱軋制造的鈦鋼復(fù)合板為薄板，主要用在海洋鋼構(gòu)造物的襯里，應(yīng)用領(lǐng)域為海洋土木。
鈦鋼復(fù)合板的制造方法
一般復(fù)合鋼板的制造方法有：填充金屬鋼錠軋制法、爆炸復(fù)合法、軋制壓接法、堆焊法等。鈦鋼復(fù)合板的場合，考慮到鈦的特性，工業(yè)上常采用爆炸復(fù)合法或軋制壓接法，而實際的生產(chǎn)方法則包括①爆炸復(fù)合法，軋制壓接法又包括②厚板軋制法③與連續(xù)熱軋法。爆炸復(fù)合法通常是在常溫下進行的，軋制壓接法是將板組裝、加熱軋制。
爆炸復(fù)合法
爆炸復(fù)合法的要點:首先將欲壓接的2張金屬板之間保持一定間隔放置,在其上面再放上適量炸藥。由炸藥的一端起爆，爆炸速度每秒數(shù)千米，憑借該爆發(fā)能鈦板從基材鋼板的角度碰撞。在該碰撞點基材鋼板與鈦板因非常大的變形速度與超高壓下顯示出流體行為，兩金屬表面的氧化膜、氣體吸附層作為金屬噴流而排除掉，干凈的面與面之間的接合就在瞬間完成，稱之為冷接合。采用該法制造的鈦鋼復(fù)合板可繼續(xù)熱軋至板厚為4mm，所以又稱為爆炸復(fù)合法。
厚板軋制法
厚板軋制法最初將鈦板（復(fù)合材）與鋼板（基材）以嵌入式的板坯組裝。這時，在鈦板與鋼材之間放入合適的中間嵌入材，再在高真空下采用電子束焊接。最后放入加熱爐加熱后，在厚板軋機上強壓軋到所要求的厚度，這樣鈦板與鋼板則真正接合了。最后將外圍切割，分離為2張板。
連續(xù)熱軋法
連續(xù)熱軋法與厚板軋制法基本相同，所不同的是2張板中間加入的是鋼板，在大氣下進行電弧焊接，最后在連續(xù)熱軋機上連續(xù)軋至所要求的厚度，以帶卷形式取出。最后將外圍切割，分離為2張板。
設(shè)備領(lǐng)域
在設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用主要是指先前所述的類似的對酞酸制造設(shè)備的化工設(shè)備、發(fā)電廠用冷凝器管板的電力設(shè)備。特別是電力領(lǐng)域的發(fā)貨量已累計達到1000張以上。該領(lǐng)域是鈦鋼復(fù)合板的支柱產(chǎn)業(yè)。最近的話題：造紙廠的漂白處理槽、污水處理廠的次亞氯鹽酸苛刻鈉處理槽也在使用鈦鋼復(fù)合板。
海洋土木領(lǐng)域
日本四面臨海,經(jīng)濟活動的基地設(shè)在近海區(qū),隨著經(jīng)濟發(fā)展的需要，流通、交通、城市功能等設(shè)施的空間正在利用海域，并且從過去的內(nèi)海、內(nèi)灣的淺海域向現(xiàn)在的外海、深海域發(fā)展。為此,日本設(shè)立了超大型浮式技術(shù)研究小組,對數(shù)公里規(guī)模,耐用100年的超大型浮式海洋構(gòu)筑物進行了理論研究和實地試驗。而鈦材具有優(yōu)良的腐蝕性能,在海水環(huán)境下溶出離子極少,無毒性,不必?fù)?dān)心污染環(huán)境等優(yōu)點,因而成為海洋構(gòu)筑物的首選材料。
鈦鋼復(fù)合板的開發(fā)
正如表1所述的那樣,鈦在流動的海水中具有非常優(yōu)良的耐蝕性,目前有兩種方法使鈦材能夠作為海洋構(gòu)筑物防蝕材。一種是把鈦薄板和有機系防蝕材制成復(fù)合包覆材;第二種方法是用鈦鋼復(fù)合板包覆焊接到新建的建筑物上。就第二種方法而言,尚存在二種問題,其一就是將鈦作為襯里的接合問題。僅鈦獨自用作構(gòu)筑物在經(jīng)濟上是不成立的。只有充分發(fā)揮鈦的耐蝕性能,將構(gòu)筑物主體用鋼制造才是經(jīng)濟的。然而將鈦 直接與鐵焊接形成的脆性金屬間化合物也是不實用的。只有將鈦與鋼采用熱軋一體化工藝的「鈦鋼復(fù)合板」,將復(fù)合板的鋼部分焊接接合將鋼構(gòu)筑物的主體上,再利用復(fù)合材鈦的防蝕性。其二鈦鋼復(fù)合板的尺寸問題。以前因不能制造出鈦鋼復(fù)合薄板,用該材作為襯里材時因板太厚使其尺寸與形狀受到限制。因此采用薄鋼板制造工藝時采用連續(xù)熱軋機,其厚度只有5mm的線圈狀鈦復(fù)合薄鋼板。該復(fù)合鋼板的接合強度約150-200MPa,略高于日本標(biāo)準(zhǔn)JIS-G3603所規(guī)定的值,適合作防蝕材料襯里材。 這種鈦鋼復(fù)合薄板的優(yōu)點在于:(1)鈦在海水中基本上不腐蝕,鈦金屬離子也不會溶出;(2)鈦生物體沒有毒性,對周圍的生態(tài)環(huán)境沒有影響;(3)如果鈦能在超長期時間內(nèi)不發(fā)生腐蝕,那么對環(huán)境而言將是一種極友好的材料 。
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