钛-钢金属复合材料

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。

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。

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。

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。

过渡金属复合材料发展历史
过渡金属复合材料是一种具有优异性能和广泛应用前景的新型
材料。

它由过渡金属（如钛、铝、镁等）与其他材料（如陶瓷、聚
合物等）复合而成，具有高强度、耐腐蚀、耐磨损等优点，因此在
航空航天、汽车、电子、化工等领域有着重要的应用价值。

下面我
们来看一下过渡金属复合材料的发展历史。

20世纪50年代，随着航空航天、国防和核工业的迅速发展，
对轻质、高强度、高温、耐腐蚀等性能要求越来越高，传统金属材
料已经难以满足需求。

为了满足这些需求，人们开始尝试将过渡金
属与其他材料进行复合，以期望获得更优异的性能。

最早的过渡金
属复合材料可以追溯到20世纪60年代，当时美国航空航天领域开
始研究钛基复合材料，用于制造高温零部件。

随着科学技术的不断进步，过渡金属复合材料的研究逐渐深入，涉及到多种过渡金属和其他材料的复合。

在材料科学、金属学、化
学等多个领域的交叉研究中，人们发现了许多新的复合材料体系，
如镁基复合材料、铝基复合材料等。

这些复合材料不仅具有传统金
属材料的优点，还克服了它们的缺点，成为了新一代材料领域的研
究热点。

近年来，随着3D打印、纳米技术等新技术的发展，过渡金属复合材料的研究又迎来了新的突破。

人们开始尝试利用这些新技术，制备具有特殊结构和性能的过渡金属复合材料，以满足不同领域的需求。

总的来说，过渡金属复合材料的发展历史可以说是一个不断探索、不断创新的过程。

它的发展不仅推动了材料科学领域的进步，也为各个应用领域提供了更多的选择。

相信随着科学技术的不断发展，过渡金属复合材料一定会有更广阔的应用前景。

⾦属基复合材料以⾦属或合⾦为基体，并以纤维、晶须、颗粒等为增强体的复合材料。

按所⽤的基体⾦属的不同，使⽤温度范围为350～120℃。

其特点在⼒学⽅⾯为横向及剪切强度较⾼，韧性及疲劳等综合⼒学性能较好，同时还具有导热、导电、耐磨、热膨胀系数⼩、阻尼性好、不吸湿、不⽼化和⽆污染等优点。

例如碳纤维增强铝复合材料其⽐强度3～4×107mm，⽐模量为6～8×109mm，⼜如⽯墨纤维增强镁不仅⽐模量可达1.5×1010mm，⽽且其热膨胀系数⼏乎接近零。

⾦属基复合材料按增强体的类别来分类，如纤维增强(包括连续和短切)、晶须增强和颗粒增强等，按⾦属或合⾦基体的不同，⾦属基复合材料可分为铝基、镁基、铜基、钛基、⾼温合⾦基、⾦属间化合物基以及难熔⾦属基复合材料等。

由于这类复合材料加⼯温度⾼、⼯艺复杂、界⾯反应控制困难、成本相对⾼，应⽤的成熟程度远不如树脂基复合材料，应⽤范围较⼩。

树脂基复合材料通常只能在350℃以下的不同温度范围内使⽤。

近些年来正在迅速开发研究适⽤于350℃～1200℃使⽤的各种⾦属基复合材料。

⾦属基复合材料是以⾦属或合⾦为基体与各种增强材料复合⽽制得的复合材料。

增强材料可为纤维状、颗粒状和晶须状的碳化硅、硼、氧化铝及碳纤维。

⾦属基体除⾦属铝、镁外，还发展有⾊⾦属钛、铜、锌、铅、铍超合⾦和⾦属间化合物，及⿊⾊⾦属作为⾦属基体。

⾦属基复合材料除了和树脂基复合材料同样具有⾼强度、⾼模量外，它能耐⾼温，同时不燃、不吸潮、导热导电性好、抗辐射。

是令⼈注⽬的航空航天⽤⾼温材料，可⽤作飞机涡轮发动机和⽕箭发动机热区和超⾳速飞机的表⾯材料。

⽬前不断发展和完善的⾦属基复合材料以碳化硅颗粒铝合⾦发展最快。

这种⾦属基复合材料的⽐重只有钢的1/3，为钛合⾦的2/3，与铝合⾦相近。

它的强度⽐中碳钢好，与钛合⾦相近⽽⼜⽐铝合⾦略⾼。

其耐磨性也⽐钛合⾦、铝合⾦好。

⽬前已⼩批量应⽤于汽车⼯业和机械⼯业。