钛合金材料与焊接规范

钛合金板

一 适用范围

1、本节规定适用于船舶或海洋工程用厚度在 3mm 及以上的钛合金板。

2.、采用本节规定以外的钛合金板，应将其化学成分、力学性能和应用场合等资料提交 CCS 审核，经同意后，可按公认的有关标准验收。

二 制造

1、钛合金板应由经 CCS 认可的工厂生产。

2、除本节规定以外，钛合金的制造和试验应符合本篇第 1 章和第 2 章的有关规定。

3、钛合金的熔炼应在真空条件下进行。若采用真空自耗炉重熔冶炼，其自耗电极禁止使用钨极氩弧焊焊接，且其熔炼次数应不少于 2 次，以保证材料的化学均匀性。

4、钛合金板通常应采用轧制方法制造。

5、除合同规定外，钛合金板通常以退火态交货。

三 表面质量

1、板表面不应有影响使用的缺欠，如裂纹、起皮、氧化皮、折皱、金属或非金属夹杂物、过碱洗痕迹等。

2、钛合金板的产品边缘应平齐、无毛刺、外形尺寸和公差范围应符合 CCS 接受的有关技术条件。

3、轻微的表面缺陷允许打磨去除。打磨一般应以轧制方向进行，打磨后的表面应形成平滑过渡，且厚度不低于技术条件所规定的最小厚度。不允许采用焊补的方法修整表面缺陷。

四 化学成分

钛合金铸锭厂应对每炉产品进行熔炼化学成分分析。化学成分应满足表一的要求。

表一 钛合金的化学成分(%)

注：表中数据除有区间的表示外，其他值均为最高限值。

五 力学性能

1、应在每批(同一炉号、同一制造方法、同一厚度、同一热处理炉次)的板中至少抽取 1 张（当 一批板多于 4 张时，应抽取 2 张板），在板材的端部距板边约 1/4 板宽处切取一个试料。

2、每块试料中应按如下要求制取1 个拉伸试样和1 组3 个夏比冲击试样(对板厚大于 10mm者) 和 2 个弯曲试样：

(1) 拉伸试样应采用本篇第 2 章表 2.2.2.1 中序号 1 的板状比例试样（但试样宽度可为 12.5mm P7 试样）；对厚度大于 40mm 者也可采用序号 2 的圆棒形比例试样(但试样直径可为 5mm)，此时试样的轴 线应位于板的 1/4 厚度处；

(2) 对板的厚度不大于 40mm 时，冲击试样应为试样边缘距板轧制表面不大于 2mm 处；若产品厚 度超过 40mm 时，试样的轴线应位于板材的 1/4 厚度处。试样轴线应垂直于轧制方向，试样的缺口应垂 直于轧制面；

(3) 2 个弯曲试样的受拉面应至少各保持一个原轧制面，且其轴线应垂直于轧制方向。试样宽度为 15mm，对于厚度超过 5mm 的板，可单面减薄至 5mm。

3、力学性能的试样制备和试验应按本篇第 2 章相关规定进行。弯曲试验应使板两个轧制面均 受到试验。

4、钛合金的力学性能应满足表二的规定。

表二 钛合金的力学性能

六 无损检测

1、若合同规定对板应进行无损检测时，应按合同要求进行无损检测。

七 标识与证书

1、板制造厂对检验合格的每一件钛板(薄板可叠放打包)在一个位置处清晰地标出 CCS 检验标 识和下列标记：

(1) 制造厂名；

(2) 材料的牌号和交货状态；

(3) 能够追溯钛材全部生产过程的编号或缩写；

(4) 如订货方有要求时，可标上订货合同号或其他识别标记。

2、每批板应附有材料的合格证书。合格证书应至少包括下列内容：

(1) 订货方名称和合同号；

(2) 材料的牌号、炉批号和交货状态；

(3) 材料的规格和数量；

(4) 材料化学成分和力学性能。

钛及钛合金管

一 一般规定

1、本节规定适用于船舶和海洋工程一般用途的钛及钛合金管。

2、采用本节规定以外的钛及钛合金管，应将其化学成分、力学性能和应用场合等资料提交 CCS 审核，经同意后，可按公认的有关标准验收。

二 制造

1、钛及钛合金管应由经 CCS 认可的工厂生产。

2、除本节规定以外，钛合金管的制造和试验应符合本篇第 1 章、第 2 章和第 4 章的有关规定。

3、钛及钛合金的熔炼应在真空条件下进行。若采用真空自耗炉重熔冶炼，应采用 2 次或以上 的重熔工艺，以保证材料的化学成分均匀性和组织均质性，并降低氧化和氮化夹杂物水平。

4、钛合金管可采用轧制、焊接或焊接加轧制的方法制造。

5、焊接管可以退火态的轧制板带卷制后，用 TIG 焊或 MIG 方法焊接而成。若需采用填充材 料时，采用的填充材料应与母材相适应。

6、钛及钛合金管的制造质量应符合本规范本篇第 4 章 4.1.3 的相关规定。

三 热处理

1、除合同另有规定外，钛及钛合金管应以退火态交货。

2、对于冷轧加工的管，通常应在不低于 540℃的温度下进行退火；对热加工的管，若加工终 止温度不低于 760℃时，可不必进一步热处理。

四 化学成分

钛合金铸锭厂应对每炉产品进行熔炼化学成分分析。化学成分应满足表三的要求。

表三 钛和钛合金管的化学成分 (%)

注：表中数据除有区间的表示外，其他值均为最高限值。

五 力学性能

1、钛管和钛合金管可按批进行检查和试验。每批管材应由同一炉号、同一制造方法、同一规格、同一热处理炉次的钛管组成。

每批管材中按 2%的比例随机抽取不少于 2 根，按下述要求进行取样试验：

(1) 每根管取一个拉伸试样和一个压扁试样；

(2) 当订货方有要求，每根管截取一个弯曲试样。

2、拉伸和压扁试验的试样和试验应符合本篇第 2 章的有关规定。压扁试验时，当管径小于等 于 25.4mm 时，压扁系数取 0.04；对管径大于 25.4mm 时，压扁系数取为 0.06。对 TA10 合金，压扁系 数取为 0.04。

3、钛及钛合金管的力学性能应满足表四的规定。

表四 钛及钛合金管的力学性能

六 无损检测与液压检测

1、所有钛和钛合金管均应在制造厂进行无损检测和液压试验。2、无损检测可按公认标准(如 GB/T 12969)的规定进行涡流或超声波检测。

3、如无合同规定，液压试验的压力可按下述公式确定。但一般对管径不超过 76mm 的管，试 验压力不必超过 17.2MPa；对管径超过 76mm 的管，试验压力也不必超过 19.3MPa。

式中： P ――试验压力，MPa；

k ――试验压力系数，对无缝管取 1，对焊接管取 0.85；

S ――管子的许用应力，一般取材料规定非比例延伸强度最小值的 50%，MPa；

t ――管壁厚度，mm；

D――管的名义外径，mm。

4、液压试验时，试验压力应保持至少 5s，管材应不出现畸变或泄漏。

七 标识与证书

1、制造厂应在检验合格的每一根钛管或钛合金管上清晰地标出 CCS 标识和下列标记：

(1) 制造厂名或商标；

(2) 材料的牌号和规格；

(3) 能够追溯钛管全部生产过程的编号或缩写。

2、每批管应附有材料的合格证书。合格证书应至少包括下列内容：

(1) 订货方名称和合同号；

(2) 材料的牌号、炉批号和交货状态；

(3) 材料的规格和数量；

(4) 材料化学成分和力学性能。