Tillverkningsmetoder för titan
Lämna ett meddelande
Varför titan-stålkompositplåt specificeras
En titan-stålkompositplatta placerar ett tunt titanskikt på en strukturell stålbaksida, så korrosionsbeständigheten hos titan betalas endast där det behövs. Jämfört med en solid titanplåt är besparingen i materialkostnad avsevärd, och stålunderlaget ger den styvhet och styrka som en tryck- eller kärlkonstruktion kräver. Produkten är täckt som en reaktiv och eldfast metallklädd platta, och titanskiktet är beställt till en erkänd smideskvalitet såsom ASTM B265/B265M Grade 2, som har en minsta draghållfasthet på 345 MPa och en minsta sträckgräns på 275 MPa.
Processvägar i kommersiellt bruk
Fyra familjer av processer används för att förena de två metallerna: göt eller packvalsning med en insatt metall, explosiv beklädnad, rullbindning med krusade och svetsade kanter och svetsöverlägg. Titan är en aktiv metall som bildar en stabil oxid och absorberar mellanliggande element vid temperatur, så kommersiell produktion koncentreras på två av dem, explosiv beklädnad vid omgivningstemperatur och rullbindning med en kontrollerad atmosfär eller vakuum mellan de matchande ytorna.
| Rutt | Limningstemperatur | Typiskt beklädnadsförhållande | Anteckningar |
|---|---|---|---|
| Explosiv beklädnad | Omgivande | 2-14 mm titan på tjockt stål | Vågigt gränssnitt, stora plattstorlekar, inget mellanlager för många kvaliteter |
| Varmvalsbindning | 850-1,000 C | 0,5-3 mm titan | Montering krympt och svetsad, rullad i en passsekvens |
| Explosivt plus rullande | Kombinerad | Tunn beklädnad, snäv tolerans | Explosiv för-förbindning sedan varmvalsad för planhet |
| Svetsöverlägg | Bågprocess | Lokal täckning | Används för reparationer och munstycksområden |
Explosiv beklädnad i praktiken
Titanplattan är placerad vid ett kontrollerat stativ- ovanför stålbasplattan och en detonation initieras vid ena kanten. Kollisionsfronten färdas över plattan i flera kilometer per sekund och ytorna rengörs, trycksätts och sammanfogas inom mikrosekunder, vilket ger en vågig metallurgisk bindning utan att smälta bulkmaterialet. Eftersom processen utförs vid omgivningstemperatur, bildas ingen titanoxid före bindningsfronten och inget mellanskikt krävs normalt. Detonationshastighet, avstånd-avstånd och laddningstäthet måste anpassas till plåttjockleken så att bindningen är kontinuerlig men gränsytan inte över-smälter.
Rullbindning och rullformningssekvenser
I rullbindningsvägen staplas stålunderlaget och titanplåten, kanterna krymps och svetsas för att utesluta luft, och förpackningen värms upp och rullas. Två varianter är vanliga: tjockplåtsvalsning, där den bundna packen valsas till den färdiga tjockleken i etapper, och kontinuerlig varmvalsning, där en lång sammansättning bearbetas på en bandkvarn. Förpackningen måste vara platt och rullningsschemat måste undvika överdriven reduktion per passage, annars uppstår kantsprickor i titanskiktet. Värmebehandling efter limning lindrar kvarvarande spänningar och återställer titanytans korrosionsegenskaper.
Bondkvalitet, testning och acceptans
Acceptans skrivs kring bindningsintegritet snarare än kring en enda mekanisk egenskap. Ultraljudsundersökning av hela plåtytan utförs i enlighet med ASTM A578/A578M praxis för valsade plåtar, och ett skjuvtest tas från en kupong som fästs på plåten. Upphandlingsdokument anger normalt en lägsta skjuvhållfasthet för bindningen, ofta 140 MPa för titan på kolstål, tillsammans med en maximal tillåten obunden yta vid kanterna. Ett böjtest bekräftar fogens duktilitet, och ett begränsat antal prover sektioneras för att avslöja gränssnittsprofilen. Där plattan kommer att formas till ett kärl, utförs formningsförsök innan hela beställningen släpps.
Dimensionell kontroll och hantering
Titan har ungefär hälften av stålets elasticitetsmodul och reagerar olika på valsning, så planhet och tjocklekstolerans i titanskiktet styrs separat från stödplattan. Beklädnadstjocklek anges vanligtvis endast som en positiv tolerans, eftersom en tunn yta minskar livslängden, medan den totala plåttjockleken följer konventionell valsad plåttolerans. Kanterna trimmas till sund metall och den exponerade stålkanten skyddas före transport eftersom galvanisk koppling mellan titan och stål påskyndar korrosion av stålet när båda vätas.
Vanliga frågor
Q:Vilken process ska väljas för ett 3 mm titanskikt på 30 mm stål?
S: Explosiv beklädnad är det vanliga svaret för den kombinationen, eftersom valsbindning vid den beklädnadstjockleken kräver mycket stora minskningar och ger mindre tillförlitlig täckning vid plåtkanterna.
Q:Behövs ett mellanskikt mellan titan och kolstål?
S: För de flesta kommersiella kvaliteter behövs inget mellanskikt om bindningen görs i ett steg och gränsytan är skyddad från syre. Mellanskikt används där det finns en specifik metallurgisk begränsning eller där titankvaliteten är svår att binda direkt.
Q:Vilken skjuvhållfasthet ska inköpsordern kräva?
S: Fixa värdet i beställningen från designberäkningen och verifiera det sedan på en kupong från samma skylt. Minst 140 MPa är en vanlig kommersiell baslinje för titan på kolstål, och det måste bekräftas genom testning snarare än antas.
Q:Hur upptäcks ett obundet område?
S: Genom ultraljudsundersökning med rak-stråle över hela plattans yta. Indikationer kartläggs, jämfört med acceptansgränsen i beställningen, och repareras genom svetsning endast där specifikationen tillåter reparation.
Q:Kan kompositplattan svetsas i tillverkarens verkstad?
S: Ja, med procedurer skrivna för olika leder. Titansidan är svetsad med inertgasskydd och stålsidan med konventionella metoder, och övergången placeras normalt på avstånd från platser med hög-påfrestning.
