哈氏合金板與鋼板爆炸復(fù)合板的制作方法

　　【專利摘要】哈氏合金板與鋼板爆炸復(fù)合板，由哈氏合金板和鋼板爆炸復(fù)合組成，哈氏合金板厚度為3-8mm，鋼板厚度為20-100mm，鋼板的長和寬尺寸為10000mm和2500mm，哈氏合金板的邊緣四周焊接碳鋼板，其寬度為3-6cm。本實(shí)用新型哈氏合金板較小面積有利于邊緣的成品率提高，成本相對(duì)降低。其貼合率和剪切強(qiáng)度等性能均能滿足NB/T47002壓力容器用爆炸焊接復(fù)合板第一部分：不銹鋼-鋼復(fù)合板標(biāo)準(zhǔn)。

　　【專利說明】哈氏合金板與鋼板爆炸復(fù)合板

　　【技術(shù)領(lǐng)域】

　　[0001] 本實(shí)用新型是用爆炸焊接復(fù)合方法生產(chǎn)金屬爆炸復(fù)合板，其屬于復(fù)合板制造領(lǐng) 域。

　　【背景技術(shù)】

　　[0002] 哈氏（HASTELL0Y)合金是鎳鑰合金家族中的一個(gè)新成員，它對(duì)于任何溫度和濃度 的鹽酸都有極好的抗腐蝕性。同時(shí)它對(duì)于硫酸、乙酸、蟻酸、磷酸及其他不具有氧化性的介 質(zhì)也具有有良好的抗腐蝕性。而且，由于對(duì)其化學(xué)成分作了調(diào)整，它的熱穩(wěn)定性相比于原來 的HASTELLOY B-2合金有了大幅的提高。B-3合金對(duì)點(diǎn)腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂、刀狀腐蝕和焊 接的熱影響區(qū)的腐蝕等均有很高的抗力。

　　[0003] 由于改進(jìn)，HASTELLOY B-3合金的熱穩(wěn)定性有了明顯的提高，就可把以前B-2合金 部件加工中所產(chǎn)生的相關(guān)問題減到最少。這是由于在B-3合金中，金屬間有害相形成的傾 向很小，使它在加熱過程中及后續(xù)的各種形式的熱循環(huán)中比B-2有更大的韌性。B-3合金有 良好的成形和焊接性能。在1230°C加熱時(shí)，如有足夠時(shí)間使部件總體均熱，就可進(jìn)行鍛造和 其他熱加工。B-3合金是一種低碳合金，可以用控制終鍛溫度來達(dá)到控制晶粒大小的目的。

　　[0004] 試驗(yàn)表明，B-3合金在濃度為20%的沸騰鹽酸中當(dāng)冷壓縮變形度不大于50%時(shí)， 與它在固溶熱處理時(shí)相比其抗均勻腐蝕的能力沒有降低。

　　[0005] B-3合金可以用所有常用的焊接方法焊接，但我們不推薦在腐蝕環(huán)境下使用的部 件用氧乙炔焊和埋弧焊方法。要特別注意焊接時(shí)采取一定的預(yù)防措施以防止過度熱輸入。

　　[0006] 采用哈氏合金-鋼復(fù)合板，不僅充分利用了材料的特性--通過爆炸焊接；由哈 氏合金作為接觸腐蝕介質(zhì)的復(fù)層，由鋼作為承受載荷的基層，而且還大大降低了設(shè)備的造 價(jià)。

　　[0007] 目前國內(nèi)壓力容器所用的HASTELLOY B-3合金-鋼復(fù)合板大多依靠從國外進(jìn)口， 不但價(jià)格昂貴，而且交貨周期很長，這樣不利于我國HASTELLOY B-3合金-鋼復(fù)合板設(shè)備的 推廣應(yīng)用，更不利于民族工業(yè)的發(fā)展。因此必須自主創(chuàng)新，研發(fā)出大面HASTELLOY B-3合 金-鋼復(fù)合板的制作工藝，這對(duì)降低設(shè)備制造成本、縮短設(shè)備制造周期將起到重要意義；由 于爆炸復(fù)合板的邊緣效應(yīng)，合金鋼板存在邊緣區(qū)不能貼合住鋼基板，這部分區(qū)域不能形成 復(fù)合板，故造成浪費(fèi)，由于合金鋼板需要進(jìn)口，價(jià)格極高，造成復(fù)合板單位面積成本的增加。 這也是爆炸復(fù)合板的成材率普遍只能達(dá)到85-90%的原因。 實(shí)用新型內(nèi)容

　　[0008] 本實(shí)用新型所解決的問題是，以炸藥作為能源，通過爆炸焊接復(fù)合的方法生產(chǎn)哈 氏合金-鋼復(fù)合板，以實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化的要求，滿足我國化學(xué)工業(yè)發(fā)展的需要；為了使哈氏合金 的邊緣不至于浪費(fèi)，獲得盡可能的是完整的正品復(fù)合板。解決合金鋼板存在邊緣區(qū)不能貼 合住鋼基板而造成的合金鋼板的浪費(fèi)。

　　[0009] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：哈氏合金板與鋼板爆炸復(fù)合板，由哈氏合金板和鋼 板爆炸復(fù)合組成，哈氏合金板厚度為3-8mm,鋼板厚度為20-100mm,鋼板的長和寬尺寸為 10000mm和2500mm,哈氏合金板的邊緣四周焊接碳鋼板，其寬度為3-6cm。哈氏合金板的面 積稍小，使得成型的復(fù)合板的整個(gè)面積的奧氏體低碳鎳鑰鉻合金板均有效，邊緣合金板也 能較好復(fù)合。

　　[0010] 在復(fù)層哈氏合金板4和基層鋼板7之間采用一定間隙，通過平行法的安裝布置，最 終使之實(shí)現(xiàn)大面積的連續(xù)焊接，滿足NB/T47002壓力容器用爆炸焊接復(fù)合板第一部分：不 銹鋼-鋼復(fù)合板》標(biāo)準(zhǔn)及ASME SA-264《不銹鉻鎳鋼復(fù)合鋼板》標(biāo)準(zhǔn)的要求，通過爆炸復(fù)合 后對(duì)起爆點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)焊后可使貼合率達(dá)到99. 9%以上，最小剪切強(qiáng)度τ b > 210Mpa。

　　[0011] 哈氏合金-鋼復(fù)合板的爆炸復(fù)合是把哈氏合金板作為接觸腐蝕介質(zhì)的一層，鋼板 作為承受載荷的另外一層。當(dāng)置于復(fù)板之上的炸藥被雷管引爆后，炸藥的爆炸化學(xué)反應(yīng)經(jīng) 過一段時(shí)間的加速便以爆轟速度在復(fù)板上向前傳播。隨著爆轟波的推進(jìn)和爆炸產(chǎn)物的急劇 膨脹，炸藥的化學(xué)能大部分轉(zhuǎn)變成高速運(yùn)動(dòng)的爆轟波和爆炸產(chǎn)物。隨后這一動(dòng)能的一部分 傳遞給復(fù)板，從而推動(dòng)復(fù)板向基板高速運(yùn)動(dòng)，并形成一定的彎折角，復(fù)板和基板隨即在接觸 點(diǎn)上依次發(fā)生撞擊，才能形成基、復(fù)板間的有效結(jié)合。而哈氏合金強(qiáng)度較高，在爆炸復(fù)合過 程中形成最佳的碰撞角就需要較大的能量，因此靜態(tài)參數(shù)必須采用大間隙、減少用藥量，采 用均勻布藥的方式爆炸復(fù)合生產(chǎn)出了 25 m2左右的哈氏合金-鋼復(fù)合板。

　　[0012] 本實(shí)用新型哈氏合金板較小面積有利于邊緣的成品率提高，成本相對(duì)降低。實(shí)現(xiàn) 了大面積的哈氏合金-鋼的爆炸復(fù)合板，其貼合率和剪切強(qiáng)度等性能均能滿足NB/T47002 壓力容器用爆炸焊接復(fù)合板第一部分：不銹鋼-鋼復(fù)合板》標(biāo)準(zhǔn)及ASME SA-264《不銹鉻鎳 鋼復(fù)合鋼板》標(biāo)準(zhǔn)的要求，生產(chǎn)的哈氏合金-鋼復(fù)合板無論從力學(xué)性能還是耐腐蝕性能均能 滿足設(shè)備制造及化學(xué)工業(yè)發(fā)展的需要。合金板的面積稍小，使得成型的復(fù)合板的整個(gè)面積 的合金板均有效，邊緣也能較好復(fù)合。且爆炸復(fù)合板的成材率可明顯提高。即克服了邊緣 合金板不良貼合的問題，提高了復(fù)合板的使用面積。

　　【專利附圖】

　　【附圖說明】

　　[0013] 圖1為本實(shí)用新型爆炸安裝的示意圖

　　【具體實(shí)施方式】

　　[0014] 下面具體說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式。

　　[0015] 圖中，雷管1、炸藥2、保護(hù)層3、哈氏合金板4、碳鋼板5、支撐塊6、鋼板（基板）7、 基礎(chǔ)8。實(shí)際成品為哈氏合金板4和鋼板（基板）7的復(fù)合。

　　[0016] 哈氏合金板與鋼板爆炸復(fù)合板，由哈氏合金板和鋼板爆炸復(fù)合組成，哈氏合金板 厚度為3、5或8mm，鋼板厚度為20、50或100mm，鋼板的長和寬尺寸為10000mm和2500mm，哈 氏合金板的邊緣四周焊接碳鋼板，其寬度為3-6cm。（爆炸后此碳鋼板可能為飛邊）。哈氏合 金板與鋼板基板的面積完全相同；也可以是合金板的四邊邊緣尺寸小于鋼板邊緣8-12mm。

　　[0017] 大面積哈氏合金-鋼板的爆炸復(fù)合是在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)將超級(jí)哈氏合金板放置在上 面，鋼板作為下面一層基板，兩板之間為支撐間隙，間隙高度l〇mm。另外，爆炸復(fù)合的藥量 要適當(dāng)減少，且為了避免在爆炸復(fù)合過程中燒傷復(fù)板面，保護(hù)層也要加厚。哈氏合金板厚 度為S4mm，板幅尺寸均為10000mmX2500mm(LXW)，基板厚度為S20mm Q345R鋼板，板幅 尺寸為9900mmX2450mm(LXW)，選用的主體炸藥為粉狀乳化炸藥，粉狀乳化炸藥的參數(shù)為： 爆速彡 3200m/s，爆熱彡 4000KJ/Kg，爆溫 2654°C，爆壓 519Mpa，密度（0· 95 ?L 25) g/ cm 3， 猛度（鉛柱壓縮值）彡15mm。哈氏合金板表面加以保護(hù)后分布炸藥，裝藥量為2. 89g/cm 2。引爆點(diǎn)放在哈氏合金復(fù)板中心，即兩條對(duì)角線的交點(diǎn)，如圖1。爆炸復(fù)合后，經(jīng)熱處理、矯 平后，按NB/T47002壓力容器用爆炸焊接復(fù)合板第一部分：不銹鋼-鋼復(fù)合板》標(biāo)準(zhǔn)及ASME SA-264《不銹鉻鎳鋼復(fù)合鋼板》標(biāo)準(zhǔn)對(duì)貼合率及剪切強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，貼合率達(dá)99. 9以上％， 剪切強(qiáng)度Tb彡210Mpa。

　　[0018] 1、本實(shí)用新型提供了產(chǎn)出哈氏合金-鋼復(fù)合板的方法。

　　[0019] 2、本實(shí)用新型分別兼顧了哈氏合金與鋼板的各自特點(diǎn)一哈氏合金良好的抗腐 蝕性與鋼板強(qiáng)度好的特點(diǎn)。而且大大降低了設(shè)備的制造費(fèi)用。

　　[0020] 本實(shí)用新型包括實(shí)施例的以上說明，并不是限定本實(shí)用新型，簡單的改進(jìn)并未超 出本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

　　【權(quán)利要求】

　　1.哈氏合金板與鋼板爆炸復(fù)合板，其特征由哈氏合金板和鋼板爆炸復(fù)合組成，哈氏合 金板厚度為3-8mm，鋼板厚度為20-100mm，鋼板的長和寬尺寸為10000mm和2500mm，哈氏合 金板的邊緣四周焊接碳鋼板，其寬度為3-6cm ;哈氏合金板的四邊邊緣尺寸小于鋼板邊緣 8-12 mm〇

　　【文檔編號(hào)】B32B15/01GK203831870SQ201420220489

　　【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日

　　【發(fā)明者】方雨, 夏小院, 劉 東, 趙鵬飛, 陳怡

　　申請(qǐng)人:安徽弘雷金屬復(fù)合材料科技有限公司