高Cr奥氏体不锈钢板与钢板爆炸复合板的制作方法
【专利摘要】高Cr奥氏体不锈钢板与钢板爆炸复合板，由高Cr奥氏体不锈钢板和钢板爆炸复合组成，高Cr奥氏体不锈钢板厚度为3-8mm，钢板厚度为20-100mm。钢板的长和宽尺寸分别为10000mm和2500mm，高Cr奥氏体不锈钢板的边缘四周焊接碳钢板，其宽度为3-6cm。高Cr奥氏体不锈钢板的较小面积可以使高Cr奥氏体不锈钢板的边缘不至于浪费，尽可能的是完整的正品复合板。本实用新型实现了大面积的高Cr奥氏体不锈钢/钢的爆炸复合板，其贴合率和剪切强度等性能均能满足NB/T47002压力容器用爆炸焊接复合板。
【专利说明】高Cr奥氏体不锈钢板与钢板爆炸复合板
【技术领域】
[0001] 本实用新型是用爆炸焊接复合方法制备的爆炸复合板，属于复合板制造领域。尤 其是高Cr奥氏体不锈钢（尤其是33号合金）与钢板爆炸复合板。
【背景技术】
[0002] 33号合金（典型的高Cr奥氏体不锈钢）是一种标准型号的高Cr奥氏体不锈钢。 晶体结构是面心立方晶格结构，大约〇. 4%含量的N和31%的Cr使奥氏体结构稳定，不易 产生中间相。高Cr奥氏体不锈钢的开发主要面对的是强氧化性环境，其Cr含量高达33 %， 对其耐氧化性环境的腐蚀有重要的意义。同时，少量的Mo的加入改善了合金在磷酸中的耐 蚀性能，而铜的加入则使合金在硫酸环境中加速钝化，提高耐蚀性能。高Cr奥氏体不锈钢 除了在硝酸-氢氟酸混酸环境中有良好的耐蚀性能外，对碱性介质也同样具有抵抗力。高 Cr奥氏体不锈钢对氯离子点蚀、缝隙腐蚀和氯离子应力腐蚀断裂也有优异的耐蚀性能。尽 管33合金含Mo量较低，但是对卤化物的局部腐蚀同样有优异的耐蚀性能。合金中N元素 使材料有良好的延展性。该产品主要应用场合如下：硫酸生产设备；
[0003] 硫酸热回收或硫酸分配系统；硝酸-氢氟酸酸洗设备；海水系统；海水或咸水换热 中的板式和管式换热器；纸浆漂白系统设备。因此其市场需求旺盛。但在国内由于受材料 和价格的限制，应用还是较少，所以在保证不降低设备使用寿命和性能的前提下，采用高Cr 奥氏体不锈钢/钢复合板，不仅充分利用了材料的特性--通过爆炸焊接；由高Cr奥氏体 不锈钢作为接触腐蚀介质的复层，由钢作为承受载荷的基层，而且还大大降低了设备的造 价。
[0004] 目前国内压力容器所用的高Cr奥氏体不锈钢（33号合金钢）板大多依靠从国外 进口，不但价格昂贵，而且交货周期很长，这样不利于我国高Cr奥氏体不锈钢的推广应用， 以及高Cr奥氏体不锈钢设备的推广应用，更不利于民族工业的发展。因此必须自主创新， 研发出大面高Cr奥氏体不锈钢/钢复合板及制作工艺，这对降低设备制造成本、缩短设备 制造周期将起到重要意义。由于爆炸复合板的边缘效应，合金钢板存在边缘区不能贴合住 钢基板，这部分区域不能形成复合板，故造成浪费，由于合金钢板需要进口，价格极高，造成 复合板单位面积成本的增加。这也是爆炸复合板的成材率普遍只能达到85-90%的原因。 实用新型内容
[0005] 本实用新型目的是，以炸药作为能源，通过爆炸焊接复合的方法制备高Cr奥氏体 不锈钢/钢复合板，尤其是实现大尺寸的高Cr奥氏体不锈钢板/钢复合板，以实现国产化 的要求，满足我国化学工业发展的需要；高Cr奥氏体不锈钢板的较小面积可以使高Cr奥氏 体不锈钢板的边缘不至于浪费，尽可能的是完整的正品复合板。解决合金钢板存在边缘区 不能贴合住钢基板而造成的合金钢板的浪费。
[0006] 本实用新型的技术方案是：高Cr奥氏体不锈钢板与钢板爆炸复合板，由高Cr 奥氏体不锈钢板和钢板爆炸复合组成，高Cr奥氏体不锈钢板厚度为3-8mm,钢板厚度为 20-100mm ;钢板的长和宽尺寸分别为10000mm和2500mm，高Cr奥氏体不锈钢板的边缘四周 焊接碳钢板，其宽度为3-6cm。
[0007] 高Cr奥氏体不锈钢板与钢板的面积相同或者是合金板的四边边缘尺寸小于钢板 边缘l_2cm。
[0008] 高Cr奥氏体不锈钢板的较小面积可以使高Cr奥氏体不锈钢板的边缘不至于浪 费，尽可能的是完整的正品复合板。
[0009] 高Cr奥氏体不锈钢板与钢板爆炸复合板的制备工艺：在复层高Cr奥氏体不锈钢 板4和基层钢板7之间采用一定间隙，通过平行法的安装布置，最终使之实现大面积的连 续焊接，满足NB/T47002压力容器用爆炸焊接复合板第一部分：不锈钢-钢复合板》标准及 ASME SA-264《不锈铬镍钢复合钢板》标准的要求，通过爆炸复合后对起爆点进行补焊后可 使贴合率达到99.9%以上，最小剪切强度1 )3彡2101^&。
[0010] 高Cr奥氏体不锈钢/钢复合板的爆炸复合是把高Cr奥氏体不锈钢板作为接触腐 蚀介质的一层，钢板作为承受载荷的另外一层。当置于复板之上的炸药被雷管引爆后，炸药 的爆炸化学反应经过一段时间的加速便以爆轰速度在复板上向前传播。随着爆轰波的推进 和爆炸产物的急剧膨胀，炸药的化学能大部分转变成高速运动的爆轰波和爆炸产物。随后 这一动能的一部分传递给复板，从而推动复板向基板高速运动，并形成一定的弯折角，复板 和基板随即在接触点上依次发生撞击，才能形成基、复板间的有效结合。而高Cr奥氏体不 锈钢强度较高，在爆炸复合过程中形成最佳的碰撞角就需要较大的能量，因此静态参数必 须采用大间隙、减少用药量，采用均匀布药的方式爆炸复合生产出了 25 m2左右的高Cr奥氏 体不锈钢/钢复合板。
[0011] 本实用新型实现了大面积的高Cr奥氏体不锈钢/钢的爆炸复合板，使高Cr奥氏 体不锈钢板的边缘不至于浪费，尽可能的是完整的正品复合板。且其贴合率和剪切强度等 性能均能满足NB/T47002压力容器用爆炸焊接复合板第一部分：不锈钢-钢复合板》标准及 ASME SA-264《不锈铬镍钢复合钢板》标准的要求，生产的高Cr奥氏体不锈钢/钢复合板无 论从力学性能还是耐腐蚀性能均能满足设备制造及化学工业发展的需要。且爆炸复合板的 成材率可明显提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1为本实用新型爆炸安装的示意图。
【具体实施方式】
[0013] 下面具体说明本实用新型的实施方式。
[0014] 图1中：雷管1、炸药2、保护层3、高Cr奥氏体不锈钢板4、碳钢板5、支撑块6、钢 板（基板）7、基础8。成品这高Cr奥氏体不锈钢板4与钢板（基板）7复合。
[0015] 高Cr奥氏体不锈钢板与钢板爆炸复合板，高Cr奥氏体不锈钢板和钢板爆炸复合 组成，高Cr奥氏体不锈钢板厚度为3、5或8mm，钢板厚度为20、50或100mm ;钢板的长和宽 尺寸分别为10000mm和2500mm，高Cr奥氏体不锈钢板的边缘四周焊接碳钢板，其宽度为 3-6cm。高Cr奥氏体不锈钢板与钢板的面积完全相同或者是合金板的四边边缘尺寸小于钢 板边缘l-2cm，焊接碳钢板后则大于钢板（基板）的面积。高Cr奥氏体不锈钢板与钢板的 面积完全相同或合金板的四边边缘尺寸小于钢板边缘l_2cm时则在使用时高Cr奥氏体不 锈钢板复合的部分全部为正品的复合板，克服了边缘足质量的缺陷（飞边的存在）。
[0016] 大面积高Cr奥氏体不锈钢/钢板的爆炸复合是在现场安装时将超级高Cr 奥氏体不锈钢板放置在上面，钢板作为下面一层基板，两板之间为支撑间隙，间隙高 度10mm。另外，爆炸复合的药量要适当减少，且为了避免在爆炸复合过程中烧伤复板 面，保护层也要加厚。典型的实施例：高Cr奥氏体不锈钢板厚度为δ 4mm，板幅尺寸 均为lOOOOmmX2500mm(LXW)，钢板（基板）厚度为δ 20mm Q345R钢板，板幅尺寸为 9900mm X 2450mm (L X W)，选用的主体炸药为粉状乳化炸药，粉状乳化炸药的参数为：爆速 彡 3200m/s，爆热彡 4000KJ/Kg，爆温 2654°C，爆压 519Mpa，密度（0· 95 ?L 25) g/ cm 3,猛度 (铅柱压缩值）> 15_。高Cr奥氏体不锈钢板表面加以保护后分布炸药，装药量为2.89g/ cm2。引爆点放在高Cr奥氏体不锈钢复板中心，即两条对角线的交点，如图1。爆炸复合后， 经热处理、矫平后，按NB/T47002压力容器用爆炸焊接复合板第一部分：不锈钢-钢复合板》 标准及ASME SA-264《不锈铬镍钢复合钢板》标准对贴合率及剪切强度进行检测，贴合率达 99. 9以上％，剪切强度Tb>210Mpa。
[0017] 1、本实用新型提供了产出高Cr奥氏体不锈钢双相不锈钢-钢复合板的方法。
[0018] 2、本实用新型分别兼顾了高Cr奥氏体不锈钢与钢板的各自特点一高Cr奥氏体 不锈钢良好的抗腐蚀性与钢板强度好的特点。而且大大降低了设备的制造费用。
[0019] 本实用新型包括实施例的以上说明，并不是限定本实用新型，简单的改进并未超 出本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1. 高Cr奥氏体不锈钢板与钢板爆炸复合板，其特征是由高Cr奥氏体不锈钢板和钢 板爆炸复合组成，高Cr奥氏体不锈钢板厚度为3-8mm，钢板厚度为20-100mm ;钢板的长和 宽尺寸分别为10000mm和2500_，高Cr奥氏体不锈钢板的边缘四周焊接碳钢板，其宽度为 3_6cm〇
2. 根据权利要求1所述的高Cr奥氏体不锈钢板与钢板爆炸复合板，其特征是高Cr奥 氏体不锈钢板与钢板的面积相同或者是高Cr奥氏体不锈钢板的四边边缘尺寸小于钢板边 缘 l_2cm。
【文档编号】B23K20/08GK203831872SQ201420221538
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】方雨, 夏小院, 刘 东, 赵鹏飞, 陈怡
申请人:安徽弘雷金属复合材料科技有限公司