钛-钢金属复合材料
钛合金
到α’＋ 残余β相组织。
当含量达到C2时，马氏体转变完全被抑 制，只有残留β相（机械不稳定，在应力 作用下分解）存在。 当含量≥C3时，为机械稳定β相（非热力
学稳定，回火时分解）。
当元素含量超过C4时才得到室温热力学 稳定的β相。
β相稳定元素含量与淬火快冷 组织关系示意图
气体杂质元素的分类与作用
第十一章
钛合金
序
发现于18世纪末。
言
但由于化学活性高，提取困难，直到1910年金属钛才被 美国科学家用钠还原法(亨特法)提炼出来。 1936年卢森堡科学家克劳尔用镁还原法(克劳尔法)还原 TiCl4，制得海绵钛，奠定了金属钛生产的工业基础。其
技术转让到美国，1948年在美国首先开始海绵钛的工业
控制第二相的数量、大小和分布。
典型合金Ti-13V-11Cr-3Al，经固溶淬火冷成形及时效处理，可获得高强
度。该合金已成功制作SR-71飞机的蒙皮。
要进一步提高强度，先要解决韧性低问题。 细化β晶粒可以提高塑性，但不能提高断裂韧性；通过形变热处理改善
断裂韧性。
钛合金的发展趋势
全世界已研制了几百种钛合金，但投入工业生产的不到100种。我国研制 的钛合金有近60种。列入国家标准的已有40余种。 目前钛合金发展的趋势是发展竞争力更强的钛合金，实现高性能化、多 功能化和低成本化。
钛合金的分类
按其成分和室温下的组织分为三类：
α-钛合金 ：显微组织是α相，含有α相稳定元素及一些中性强
化元素。主要元素是铝、锆、锡等。典型合金有Ti-8Al-1Mo-1V。
α+β钛合金 ：显微组织是α+β相，含有较多的α相稳定元素
和β相稳定元素。
(技术规范标准)烟囱钛复合板技术规范书(初稿)
江苏新海发电有限公司2×1000MW机组“上大压小”工程烟囱钢内筒钛钢复合材料技术规范书招标方：江苏新海发电有限公司设计单位：江苏省电力设计院2010年8月目录1总则 (3)2 概述 (3)3 对材料的技术要求 (3)4 对卖方要求 (6)5供货范围 (6)6 技术资料和交付进度 (7)7 交货进度 (8)8 监造、出厂检验要求 (8)9技术服务和设计联络 (10)10质量保证和检验 (12)11 分包与外购 (13)12 大件部件情况（如有）.......................................................................... 错误!未定义书签。
13 技术偏差表 (15)1总则1.1本技术条件书适用于江苏新海发电有限公司240米烟囱钢内筒钛钢复合材料招标。
它提出了对筒体结构材料性能、质量控制、供货和检验等方面的技术要求。
1.2本技术条件书所提出的是最低限度的要求，并未对一切技术细节作出详细规定，也未充分引述所执行的标准和规范的条文。
卖方应提供符合本技术条件书和现行国家相关标准的优质产品。
1.3对国家有关安全、环保等方面的强制性标准，卖方必须满足。
1.4如果卖方没有以书面方式对本技术条件书的条文提出异议，买方将认为卖方完全接受本技术条件书的要求。
1.5本技术条件书所使用的标准，如与卖方所执行的标准发生矛盾时，应按较高的标准执行。
1.6本技术条件书为工程合同的附件，与合同正文具有同等效力。
2 概述江苏新海发电有限公司2套1000MW烟气脱硫脱硫烟囱工程烟气脱硫采用石灰石—石膏湿法脱硫系统，不设GGH 加热系统。
烟囱钢内筒高240m，钢内筒直径8.5m，两台炉各用一个烟囱内筒。
钢筋混凝土外筒顶标高为233m，比钢内筒低7.0m。
烟气温度：正常运行时，约为40-60︒C；事故工况，约为140-200︒C。
本工程烟囱钢内筒从烟道口下部导流板向上，采用爆炸－轧制钛钢复合板，烟道口以下，至基础顶面采用Q235B钢, 该Q235B钢不在招标范围内。
钛合金
各位老师，大家上午好。
我今天试讲的内容为“铸造钛合金及其成形工艺”，分四个部分进行讲述。
一、铸造钛合金的分类二、钛合金的特性三、钛合金的铸造性能四、钛合金的成形方法一、铸造钛合金的分类钛是同素异构体，熔点1720℃，882℃为同素异构转变温度。
α-Ti是低温稳定结构，呈密排六方晶格；β-Ti是高温稳定结构，呈体心立方晶格。
不同类型的钛合金，就是在这两种不同结构中添加不同种类、不同数量的合金元素，使其改变相变温度和相分含量而得到的。
室温下钛合金有三种基体组织（α、β、α+β），故钛合金也相应分为三类。
1.α钛合金它是α相固溶体组成的单相合金。
耐热性高于纯钛，组织稳定，抗氧化能力强，500~600℃下仍保持其强度，抗蠕变能力强，但不能进行热处理强化。
牌号有TA7、TA8等。
2.β钛合金它是β相固溶体组成的单相合金。
不经热处理就有较高的强度，淬火时效后合金得到了进一步强化，室温强度可达1373~1668MPa，但热稳定性较差，不宜在高温下使用。
牌号有TB1、TB2等。
3.α+β钛合金它由α及β相组成，α相为主，β相少于30%。
此合金组织稳定，高温变形性能好，韧性和塑性好，能通过淬火与时效使合金强化，热处理后强度何必退火状态提高50%~100%，高温强度高，可在400~500℃下长期工作，热稳定性稍逊于α钛合金。
牌号有TC1、TC4、TC6等。
二、钛合金的特性钛及钛合金是一种新型的、很有发展潜力和应用前景的结构材料，具有许多优良特性，主要体现在如下几个方面：1. 比强度高。
钛合金的密度仅为钢的60%左右，约4.5g/cm3，但强度却高于钢，如抗拉强度为686—1176MPa，是现代工程金属材料中最高的。
几种金属材料在不同温度下的比强度，可以看出，用钛合金代替钢和铝合金而降低重量是相当可观的。
资料介绍，自20世纪60年代中期起，美国将81%的钛合金用于航空工业，其中40%用于发动机构件，36%用于飞机骨架，甚至的蒙皮、紧固件及起落架等也使用钛合金，大大提高了飞机的飞行性能。
钛管换热器的换热管与管板焊接工艺介绍
钛管换热器的换热管与管板焊接工艺介绍文章介绍了以海水作为冷却介质的换热器中一种以爆炸复合钛钢板作管板、以钛管作换热管的换热管与管板焊接的工艺评定及生产制作中的焊接工艺。
文章为钛制换热器的生产制造提供可借鉴经验。
标签：钛管换热管；复合钛钢板管板；换热管与管板工艺评定；生产制作滨海电站的换热器设备若采用常规不锈钢管做换热管、低合金钢作管板，管板和换热管会在一两年内发生严重的点腐蚀、溃蚀等现象，使用周期短，不但成本高而且有碍生产。
我公司设计制造的以钛管作为换热管、复合钛钢板作为管板的换热器经厂家使用取得了良好的抗腐蚀效果。
文章将介绍此设备换热管与管板的工艺评定及生产制作工艺。
1 设备简介我公司为南方沿海某电厂390MW热电联产燃气蒸汽联合循环机组配套设计制造的水（除盐水）-水（海水）热交换器，其结构图如图1所示，公称通径DN1400mm，换热面积1200m2，总长11000mm，热换管为西安宝钛美特法力诺？覫19x0.5mmTA2钛焊管，卧式平盖管箱折流杆换热器，换热器型号SSL-1200-1，单回程，开式循环冷却水（海水）进入水-水热交换器管程，将壳侧闭式循环冷却水（除盐水）冷却后排入循环水排水管，闭式循环冷却水回水经闭式循环冷却水泵升压，经过水-水热交换器冷却后，向客户提供冷却水。
1-前管箱2-管板3-前导流筒4-壳体5-折流圈6-换热管7-后导流筒8-后管箱图1 钛管换热器结构图换热器壳体圆筒、壳体进出水管、进出水管法兰均为普通碳素结构钢Q235-B；管箱筒节用爆炸复合钛钢板（TA2+Q235-B），管箱进出水管用优质碳素结构钢20管（内衬丁基橡胶HY2D），管箱法兰亦为普通碳素结构钢Q235-B （内衬丁基橡胶HY2D）；管板采用爆炸复合钛钢板（TA2+Q345R）；换热管采用TA2钛管。
该设备要求按GB151-1999《管壳式换热器》，对主要焊缝的无损检测A、B 类焊缝进行20%的射线探伤，按照JB/T4730.2-2005标准的Ⅲ级合格。
6 金属基复合材料
6.2.2金属基复合材料的基本性能
5. 耐磨性好 6. 良好的疲劳性能和断裂韧性 良好的界面结合状态可有效传递载荷, 阻止裂纹的扩展， 提高材料的断裂韧性. 7. 不吸潮， 不老化，气密性好
6.2.3 金属基体在复合材料中的作 用
1. 固结增强体 2. 传递和承受载荷 3. 赋予复合材料一定形状， 保证复合材 料具有一定的可加工性. 4. 复合材料的强度、 刚度、密度、耐高 温、 耐介质、 导电、导热等性能均与基 体的相应性质密切相关.
二、钛及钛合金
钛及其合金由于具有比强度高、耐热性好、耐 蚀性能优异等突出优点，自1952年正式作为结构材 料使用以来发展极为迅速，在航空工业和化学工业 中得到了广泛的应用。化学性质十分活泼，缺点是 在真空或惰性气体中进行生产，成本高，价格贵。
钛基复合材料
二、钛及钛合金
（一）纯钛 钛是一种银白色的金属，密度小，熔点高，高的 比强度和比刚度，较高的高温强度。钛的热膨胀系数 很小，热应力较小，导热性差，切削、磨削加工性能 较差。在空气中，容易形成薄而致密的惰性氧化膜， 在氧化性介质中的耐蚀性优良，在海水等介质中也具 有极高的耐蚀性；钛在不同浓度的酸（ HF 除外）以及 碱溶液和有机酸中，也具有良好的耐蚀性。 纯钛具有同素异构转变，在882.5℃以上直至熔点 具有体心立方晶格，称为β —Ti。在882.5℃以下具有 密排六方晶格，称为α —Ti。
（二）钛合金
钛合金分为α 型钛合金 β 型钛合金 α +β 型钛合金 以TA、TB和TC表示其牌号
三、铜及铜合金
在自然界中既以矿石的形式存在，又以纯金属的形 式存在。其应用以纯铜为主。铜及铜合金的产品中， 80%是以纯铜被加工成各种形状供应的。
（一）纯铜 呈紫红色，又称紫铜。属重金属范畴，无同素异构 转变，无磁性。最显著的特点是导电、导热性好，仅次于 银。 高的化学稳定性，在大气、淡水中具有良好的抗蚀 性，在海水中的抗蚀性较差。 纯铜具有立方面心结构，极优良的塑性，可进行冷热 压力加工。
飞机机身是什么材料
飞机机身是什么材料
飞机机身是飞机的主体部分，承担着飞机的结构支撑和载荷传递功能。
飞机机身的材料选择直接关系到飞机的安全性、飞行性能和使用寿命。
那么，飞机机身是由什么材料构成的呢？
飞机机身的材料主要包括金属材料、复合材料和塑料材料。
在早期，飞机机身主要采用金属材料，如铝合金、钛合金和钢材等。
这些金属材料具有较高的强度和韧性，能够满足飞机机身的结构要求。
但是，金属材料也存在着重量较大、腐蚀易损等缺点，限制了飞机的飞行性能和使用寿命。
随着科技的进步和材料工艺的发展，复合材料逐渐应用于飞机机身的制造中。
复合材料是由两种或两种以上的不同材料组成的材料，具有轻质、高强度、抗腐蚀等优点。
目前，碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料和有机纤维复合材料等已经成为飞机机身的主要材料。
这些复合材料不仅可以有效减轻飞机的自重，提高飞机的燃油效率，还能够提高飞机的抗疲劳性能和抗腐蚀性能，延长飞机的使用寿命。
除了金属材料和复合材料，塑料材料也开始在飞机机身中得到应用。
塑料材料具有重量轻、成型性好、抗腐蚀等特点，能够满足飞机机身的轻量化和结构复杂化的需求。
目前，聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂和环氧树脂等塑料材料已经成为飞机机身的重要材料。
总的来说，飞机机身的材料选择是一个综合考量的结果，需要根据飞机的使用环境、飞行性能要求和制造成本等因素进行综合考虑。
随着科技的不断进步，飞机机身的材料将会不断更新和改进，以满足飞机的安全性、经济性和环保性的要求。
飞机机身的材料选择对于飞机的性能和安全具有重要的影响，未来的飞机机身材料将会更加轻量化、高强度化和多功能化，为飞机的发展开辟更广阔的空间。
连续SiC纤维增强钛基复合材料应用及研究进展
2023 年第 43 卷航 空 材 料 学 报2023，Vol. 43第 6 期第 1 – 19 页JOURNAL OF AERONAUTICAL MATERIALS No.6 pp.1 – 19引用格式：王敏涓，黄浩，王宝，等. 连续SiC纤维增强钛基复合材料应用及研究进展[J]. 航空材料学报，2023，43(6)：1-19.WANG Minjuan，HUANG Hao，WANG Bao，et al. Application and research progress of continuous SiC fiber reinforced titanium matrix composite materials[J]. Journal of Aeronautical Materials，2023，43(6)：1-19.连续SiC纤维增强钛基复合材料应用及研究进展王敏涓1,2, 黄 浩1,2*, 王 宝1,2, 韩 波1, 杨平华1, 黄 旭1（1．中国航发北京航空材料研究院，北京 100095；2．中国航空发动机集团 先进钛合金重点实验室，北京 100095 ）摘要：连续SiC纤维增强钛基（SiC f/Ti）复合材料具有比强度高、比模量高、耐高温等特点，在航空航天领域具有重要的应用前景。
本文总结了SiC f/Ti复合材料的应用、制备、性能调控和检测技术，并提出了SiC f/Ti复合材料未来需要突破的瓶颈问题。
SiC f/Ti复合材料单向性能优异，在环类转动件（叶环、涡轮盘等）、杆件（涡轮轴、连杆、紧固件等）以及板类构件（飞机蒙皮等）具有明显应用优势。
常用的SiC f/Ti复合材料的制备方法有箔压法和基体涂层法，箔压法适合制备板类结构件，基体涂层法适用于缠绕形式的结构件，如环、盘以及杆等。
SiC f/Ti复合材料的性能主要取决于SiC纤维、钛合金基体以及纤维/基体界面。
SiC纤维微观结构和性能对制备工艺具有较强的敏感性，通过反应器结构和沉积条件调控获得性能稳定的SiC纤维是研究重点之一。
西安天力金属复合材料有限公司
的单位之 一 。 自2 0 世 纪 6 0 年代开始组织专业 科研 人 员先后成功开 发 出钛／钢 、 不 锈钢／钢 、 镍／钢 、 铝／钢等五 十多利
不 同规格的金属复合材料 ， 形成 了稀有 、 有色 、 黑 色金属复合材料系列产品 ， 并最早实现 工 业 化生产 。 同时研究扁
功钛 、
锆、
钽 、
西安天力金属复合材料有限公司成立于 2 0 0 3 年 1 2 月 ， 是 陕西省科技厅和西安市科技局认证 的高新技术企业 ， 辱
有完善的科技创新体系和雄厚的科研 实力。
公 司 前身是西 北有色金属 研 究 院下 属 的金属 复合材料研 究所 ， 是 国 内最 早从 事有色金 属爆炸复合材料研 究开 发
1 1 0 余 台套 及 三 块条件 优 越 的爆炸场 地 。 目前 已 形 成 了 年产 1 5 0 0 0 吨层 状金 属 复合材料的生 产 能力 。
地址 ：西安市经济技术开发区淄 胃工 业 园西金路1 9 号
邮编 ：7 1 0 2 0 1
电话 ：0 2 9 — 8 6 9 6 8 3 0 6 传真 ：0 2 9 8 6 9 6 8 3 5 2
量体系认证 ， 并获得多家国际知名公司 的合格供应商认证 ， 如英国B P 公司 、 法国A LS TO M 公 司 、 日本三 井造船 、 刺
国东华等 ． 是 国际市场上 具有一 定影 响的爆炸复合层 状金属复合材料制造企业 之一 。
公 司 现有 员 、 技术开 发人员 5 9 人 ， 生产厂 房2 3 0 0 0 余平方米 ， 拥有各类生 产设 雀
铌等稀有、
有色金属复合材料焊接技术 ， 取得了二 十余项重大科研成果 ， 是钛钢复合板 、
钛不锈钷
复合板国家标准 ( G B 8 5 4 7 — 8 7 和G B 8 5 4 6 — 8 7 ) 以及 卫 星用钛 一 不 锈钢爆炸复合过渡接头国军标 ( GJ B 3 7 9 7 — 9 9 ) 邯
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
c．加热和冷却速度：80～200℃／h。
附录B
钛-钢复合板的超声波探伤方法
(补充件)
本方法是以钢或不锈钢为基材，以钛为复材，总厚度大于8mm，单层一次复合的爆炸及爆炸-轧制复合板的超声波探伤方法。
B．1 一般要求
B．1．1目的主要用于探测复合板的复材与基材之间的贴合程度。
B．1．2方法类别本标准规定采用纵波脉冲反射法(或多次脉冲反射法)进行超声波探伤。
接触法或水浸法均可使用。
B．1．3对探伤人员的要求探伤操作人员应达到部级或与此相当的学会级三级以上无损检测人员水平；签发及解释检验报告人员应达到部级或与此相当的学会二级以上人员水平。
B．1．4探伤表面。
B．1．4．1复合板表面不得有影响探伤的氧化皮、油污及锈蚀等其他污物。
B．1．4．2探伤表面粗糙度Ra应不大于5μm。
B．1．4．3在规定的探伤灵敏度下，材料的噪声电平不大于5％。
B．2 探伤设备
B．2．1探伤仪器
B．2．1．1使用脉冲反射式超声波探伤仪。
探伤仪器应符合ZBY230-84《A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件》中规定的技术性能指标。
B．2．1．2也可使用超声波测厚仪。
B．2．2探头
B．2．2．1使用晶体为圆形或矩形的直探头。
也可使用双晶斜探头及测厚探头。
B．2．2．2晶体尺寸一般为υ10～30mm，矩形为宽(10～20)mm×长(15～30)mm，频率为2．5～10MHz。
B．2．3耦合剂接触法探伤时，可采用清洁的自来水作耦合剂，也可使用水玻璃、溶性油、丙三醇等。
B．2．4对比试块
B．2．4．1对比试块应采用与被探复合板的材料厚度、声学性能和表面状态相同或相似的复合板材料制成。
B．2．4．2对比试块A及试块B的形式及尺寸如图B1所示。
B．3 探伤
B．3．1探伤面的选择根据被探板材的表面状态、复材厚度、声阻抗及外观形状、决定从复材面或从基材面进行探测。
B．3．2探伤灵敏度
B．3．2．1探伤灵敏度根据被探板材的形状决定。
B．3．2．2利用对比试块调节探伤灵敏度。
B．3．2．3从复材面探测时，将探头置于对比试块A的完全结合部位，使来自复合板基材底面的一次反射波出现在荧光屏上，将其幅度调至荧光屏满刻度的80％。
B．3．2．4从基材面探测时，将探头置于对比试块B的缺陷中心部位，使缺陷反射波出现在荧光屏上，将其幅度调至荧光屏满刻度的80%。
B．3．2．5采用多次脉冲反射法时，将探头置于对比试块A的完全结合部位，或置于试块B的缺陷中心部位，使探伤仪荧光屏水平基线出现三次底面回波，或三次缺陷回波，将B1或F1的幅度调至荧光屏满刻度的80％。
(B2 、B3 、F2 、F3 的幅度由材料厚度决定)。
注：B1 、B2 、B3 分别为完全结合部位第一次、第二次、第三次的反射波。
F1、F2 、F3分别为缺陷部位第一次、第二次、第三次的反射波。
B．3．3非贴合区的确定。
B．3．3．1非贴合区的定义在探测过程中，若出现始脉冲信号增宽底脉冲消失或缺陷脉冲的增宽增高前移时，由该区域为非贴合区。
B．3．3．2非贴合区的判定当从复材面探测时，若来自基材底面的反射回波完全消失，并伴随有来自复材与基材交界面的重复反射信号时，则该部位可认为是非贴合区。
当从基材面探测时，若来自复材底面的反射回波完全消失，并伴随有来自基材与复材交界面的反射信号(即缺陷波)时，则该部位可认为是非贴合区。
B．3．3．3非贴合区的范围
B．3．3．3．1从复材面探测时，随着探头任意移动方位，底面反射波下降至50％时，就是非贴合区的范围。
非贴合区的宽度及长度如图B2所示。
测定探头移动的距离，晶片内侧长度，即为非贴合区的长度或宽度。
B．3．3．3．2从基材面探测时，按B型对比试块调整。
非贴合区的范围用半波高度法确定。
测定探头的移动距离，晶片的中心间距就是非贴合区的宽度及长度。
B．3．4探伤灵敏度的校正
在探伤过程中，由于某种原因的影响，。
底面回波或缺陷回波的高度与B．3．2．3、B．3．2．4、B．3．2．5的调试状态不同时，可校正探伤仪灵敏度，使底面回波或缺陷回波幅度达到荧光屏满幅度的80％。
B．3．5探伤速度
手动探测时，探头扫查速度不得超过100mm／s。
B．3．6缺陷的记录
B．3．6．1对于扫查中发现的底面回波低于50％(不包括因表面状态所造成的接触不良所引起的降低)的连续或不连续点进行记录，并以相应的几何图形在板面上表示，并计算其
面积。
对于基材或复材因其内部缺陷所造成的底面回波的降低应不予考虑。
B．3．6．2非贴合区面积的计算采用近似计算。
B．3．6．3贴合率的计算公式
t= (S - SF) / S*100％…………………… (B．1)
式中：t——贴合率；
S——复合板总面积，cm2 ；
SF——非贴合区总面积，cm2 。
B．3．6．4非贴合率计算公式：
f = SF / S *100%……………………(B．2)
式中：f ——非贴合率；
Sf ——非贴合区总面积，cm2 。
S ——复合板总面积，cm2 ；
B．3．7当复材厚度小于2mm，可采用测厚探头或双晶斜探头从复材面进行探测。
B．3．7．1．当使用双晶斜探头探测时，若底面回波前移或消失、界面脉冲增宽时，则该区域为非贴合区。
B．3．7．2使用测厚探头探测时，复合板完全贴合部位及未贴合部位的厚度由测厚仪直接显示。
B．3．8探测报告
B．3．8．1对探伤情况作好详细记录，并填写探伤报告。
B．3．8．2探伤报告包括：
a．委托单位、委托日期、委托编号、合同号、材料名称、规格、状态、类别及探伤条件；
b．非贴合区的大小及位置；
c．未探测的区域：。
d．必须说明的各种情况；
e．探伤日期；
f．探伤人员签名。