奥氏体低碳镍钼铬合金板与钢板爆炸复合板的制作方法
【专利摘要】奥氏体低碳镍钼铬合金板与钢板爆炸复合板，由奥氏体低碳镍钼铬合金和钢板爆炸复合组成，奥氏体低碳镍钼铬合金板厚度为3-8mm，钢板厚度为20-100mm。钢板的长和宽尺寸为10000mm×2500mm，奥氏体低碳镍钼铬合金板的边缘四周焊接碳钢板，其宽度为3-6cm。本实用新型奥氏体低碳镍钼铬合金板的面积稍小，使得成型的复合板的整个面积的奥氏体低碳镍钼铬合金板均有效，边缘也能较好复合。且C4合金和钢爆炸复合贴合率和剪切强度均满足《NB/T47002-2009压力容器用爆炸焊接复合板的第二部分：镍-钢复合板》标准。
【专利说明】奥氏体低碳镍钼铬合金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方法生产金属爆炸复合板，其属于复合板制造领域。尤 其是（C4合金板）奥氏体低碳镍钥铬合金板与钢板爆炸复合板。
【背景技术】
[0002] 典型的C4合金是一种奥氏体低碳镍钥铬合金的标准型号，该合金化学成分主要 特点是低碳、娃、铁、鹤，高Ni、Mo的元素含量使C4合金提高了对氯化物应力腐蚀的耐腐蚀 性能。这样的化学成分使其在650-1040°C时表现出极好的稳定性，提高了抗晶间腐蚀的能 力，在适当的制造条件下可以避免刃线腐蚀敏感性和焊缝热影响区腐蚀。主要应用于烟气 脱硫系统、酸洗和酸再生工厂、乙酸和农用化学品生产、二氧化钛生产（氯法）、电解电镀 等。因此近年来在化工、石油、能源和环保工程中的应用也逐渐增多。但在国内由于受材料 和冶炼水平的限制目前还无法生产，所以全部依靠进口，因此在保证不降低设备使用寿命 和性能的前提下，采用C4合金-钢爆炸复合板，不仅充分利用了材料的特性--由C4合金 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，节约 了用材。
[0003] 国内C4合金-钢爆炸复合板研发工作因受复层材料的限制（因受国内熔炼技术 的限制，至今仍无法生产出奥氏体低碳镍钥铬合金板材），一直到本世纪初才开始从美国进 口奥氏体低碳镍钥铬合金板材进行C4合金-钢爆炸复合板的研发工作，经大量的试验发现 C4合金材料较一般的不锈钢的强度、表面硬度高得多，而且随着国内化学工业的发展，设备 制造所需对于单件板面积也越来越大，这给爆炸复合带来很大的困难。由于以上种种原因， 所以国内使用C4合金复合板的非常少，即使使用也是依靠从美国或日本进口，不但价格昂 贵，而且交货周期很长，这样不利于国内C4合金-钢爆炸复合板设备的推广应用，更不利于 民族工业的发展。因此必须自主创新，研发出大面积C4合金-钢爆炸复合板的制作工艺， 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。 实用新型内容
[0004] 本实用新型所解决的问题是，以炸药作为能源，通过爆炸焊接的方法生产C4合 金-钢大面积复合板，以实现国产化的要求，满足我国化工等行业发展的需要。合金板的较 小面积可以使高Cr奥氏体不锈钢板的边缘不至于浪费，获得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。
[0005] 本实用新型的技术方案是：奥氏体低碳镍钥铬合金板与钢板爆炸复合板，由奥氏 体低碳镍钥铬合金板和钢板爆炸复合组成，奥氏体低碳镍钥铬合金板厚度为3-8mm，钢板厚 度为20-100mm，钢板的长和宽尺寸为10000mm和2500mm，奥氏体低碳镍钥铬合金板的边缘 四周焊接碳钢板，其宽度为3-6cm。
[0006] 奥氏体低碳镍钥铬合金板的面积稍小，使得成型的复合板的整个面积的奥氏体低 碳镍钥铬合金板均有效，边缘合金板也能较好复合。
[0007] 制备方法是：在复层C4合金和基层钢板（碳钢板）之间采用支撑垫片安装、炸药 铺置完成后在C4合金表面上沿着长度方向中间铺置爆速较高的炸药，最终使之实现大面 积的连续焊接，满足《NB/T47002-2009压力容器用爆炸焊接复合板第二部分：镍-钢复合 板》标准及ASME SA-265《镍和镍基合金复合钢板》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100%以上，最小剪切强度h彡210Mpa。
[0008] C4合金-钢爆炸复合板的爆炸复合是把奥氏体低碳镍钥铬合金板作为接触腐蚀 介质的一层，钢板作为承受载荷的另外一层。由于爆炸复合过程中复板在炸药能量的作用 下依次向基板加速运动，并形成一定的弯折角，才能形成基、复板间的有效结合。而C4合 金强度较高，在爆炸复合过程中形成弯折角较困难，因此静态参数必须采用大间隙、小药 量。但是实践证明采用大间隙、小药量对于一些超长（长度大于6M)效果并不明显。因 为爆炸过程会产生射流，从而对基、复板表面进行自清理，使得新鲜金属结合，但是板幅过 大后射流物质越来越多，到两端后射流物质就不能完全排除，部分射流就被拘束在结合区 内，导致两端结合强度差甚至是不贴合。因此采用线引爆方式，在C4合金上沿着长边方向 连续地铺放爆速较高的炸药，以改变射流运动的方向，向宽边排出，缩短了射流在结合区 运动的距离，避免射流拘束在结合区。在基、复板安装支撑间隙时C4合金与钢之间的边 部区域支撑间隙比中间稍大，这样也为到达边部的射流提供更通畅的通道，同时也可避免 两端射流堆积。所以采用端部小角度安装和线引爆法一次爆炸复合生产出了板幅尺寸为 13500mmX3000mm(LXW)的C4合金-钢爆炸复合板。
[0009] 本实用新型有益效果是：奥氏体低碳镍钥铬合金板的面积稍小，使得成型的复合 板的整个面积的奥氏体低碳镍钥铬合金板均有效，边缘也能较好复合。
[0010] 且对于大面积的C4合金和钢爆炸复合贴合率和剪切强度均满足《NB/ T47002-2009压力容器用爆炸焊接复合板第二部分：镍-钢复合板》标准及ASME SA-265 《镍和镍基合金复合钢板》标准的要求，满足了国内化工等行业发展的需要。克服了边缘合 金板不良贴合的问题，提高了复合板的使用面积。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1为本实用新型爆炸安装的示意图。
【具体实施方式】
[0012] 下面具体说明本实用新型的实施方式。
[0013] 图中，雷管1、炸药2、保护层3、奥氏体低碳镍钥铬合金板4、碳钢板5、支撑块6、钢 板（基板）7、基础8。实际成品为奥氏体低碳镍钥铬合金板4和钢板（基板）7的复合。
[0014] 奥氏体低碳镍钥铬合金板与钢板爆炸复合板，由奥氏体低碳镍钥铬合金板和钢板 爆炸复合组成，奥氏体低碳镍钥铬合金板厚度为3、5或8mm，钢板厚度为20、50或100mm，钢 板的长和宽尺寸为10000mm和2500_，奥氏体低碳镍钥铬合金板的边缘四周焊接碳钢板， 其宽度为3-6cm。
[0015] 所述合金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。合金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时则在使用时合金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C4合金-钢板的爆炸复合是在现场安装时将奥氏体低碳镍钥铬合金板 放置在上面，钢板作为下面一层基板，首先两板之间支撑间隙加大采用l〇mm，两端区域 支撑间隙比中间要稍大采用12mm，以满足小角度安装的需要，且为了避免药量大在爆炸 复合过程中会烧伤复板面，保护层也要加厚。奥氏体低碳镍钥铬合金板厚度为S4mm， 板幅尺寸均为13500mmX3000mm(LXW)，基板厚度为δ50πιπι Q345R钢板，板幅尺寸为 13500mmX 3000mm(LXW),主体炸药选用2#岩石乳化炸药，爆速> 3200mm/s。奥氏体低碳镍 钥铬合金板表面加以保护后均匀布置2#岩石乳化炸药，在宽度中间沿长度布置一条高爆 速的1#岩石乳化炸药，其爆速> 4500mm/s，药条厚度与主体炸药平齐，宽度为20mm，起爆点 放在C4合金复板中心（见图1)。爆炸复合后，经热处理、矫平，起爆点补焊修磨后按《NB/ T47002-2009压力容器用爆炸焊接复合板第二部分：镍-钢复合板》标准及ASME SA-265 《镍和镍基合金复合钢板》标准对贴合率及剪切强度进行检测，贴合率为100 %，剪切强度 τ b ^ 210Mpa〇
[0017] 1、本实用新型提供了 C4合金大面积复合钢板的爆炸焊接方法。
[0018] 2、本实用新型分别兼顾了 C4合金良好的抗腐蚀性与钢板强度好的特点，而且大 大降低了能源和设备的制造费用。
[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.奥氏体低碳镍钥铬合金板与钢板爆炸复合板，其特征是由奥氏体低碳镍钥铬合金板 和钢板爆炸复合组成，奥氏体低碳镍钥铬合金板厚度为3-8_，钢板厚度为20-100_，钢板 的长和宽尺寸为10000mm和2500_，奥氏体低碳镍钥铬合金板的边缘四周焊接碳钢板，其 宽度为3-6cm ;所述奥氏体低碳镍钥铬合金板与钢板的面积完全相同或者是奥氏体低碳镍 钥铬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的面积。
【文档编号】B23K20/08GK203831871SQ201420220526
【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