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(dá)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(shí)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(jìn)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(diǎn):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(diǎn)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(jī)上強(qiáng)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(jìn)行電弧焊接，最后在連續(xù)熱軋機(jī)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(dá)到1000張以上。該領(lǐng)域是鈦鋼復(fù)合板的支柱產(chǎn)業(yè)。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(jì)活動的基地設(shè)在近海區(qū),隨著經(jīng)濟(jì)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(jìn)行了理論研究和實(shí)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(diǎn),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)

　　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(jī)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?zhàn)鳛橐r里的接合問題。僅鈦獨(dú)自用作構(gòu)筑物在經(jīng)濟(jì)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(jì)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(shí)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(jī),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(qiáng)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(diǎn)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 。