[实用新型]哈氏合金板与钢板爆炸复合板

说明书

技术领域

本实用新型是用爆炸焊接复合方法生产金属爆炸复合板，其属于复合板制造领域。

背景技术

哈氏(HASTELLOY)合金是镍钼合金家族中的一个新成员，它对于任何温度和浓度的盐酸都有极好的抗腐蚀性。同时它对于硫酸、乙酸、蚁酸、磷酸及其他不具有氧化性的介质也具有有良好的抗腐蚀性。而且，由于对其化学成分作了调整，它的热稳定性相比于原来的HASTELLOY B-2合金有了大幅的提高。B-3合金对点腐蚀、应力腐蚀开裂、刀状腐蚀和焊接的热影响区的腐蚀等均有很高的抗力。

由于改进，HASTELLOY B-3合金的热稳定性有了明显的提高，就可把以前B-2合金部件加工中所产生的相关问题减到最少。这是由于在B-3合金中，金属间有害相形成的倾向很小，使它在加热过程中及后续的各种形式的热循环中比B-2有更大的韧性。B-3合金有良好的成形和焊接性能。在1230℃加热时，如有足够时间使部件总体均热，就可进行锻造和其他热加工。B-3合金是一种低碳合金，可以用控制终锻温度来达到控制晶粒大小的目的。

试验表明，B-3合金在浓度为20％的沸腾盐酸中当冷压缩变形度不大于50％时，与它在固溶热处理时相比其抗均匀腐蚀的能力没有降低。

B-3合金可以用所有常用的焊接方法焊接，但我们不推荐在腐蚀环境下使用的部件用氧乙炔焊和埋弧焊方法。要特别注意焊接时采取一定的预防措施以防止过度热输入。

采用哈氏合金-钢复合板，不仅充分利用了材料的特性——通过爆炸焊接；由哈氏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。

目前国内压力容器所用的HASTELLOY B-3合金-钢复合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HASTELLOY B-3合金-钢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HASTELLOY B-3合金-钢复合板的制作工艺，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。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

本实用新型所解决的问题是，以炸药作为能源，通过爆炸焊接复合的方法生产哈氏合金-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；为了使哈氏合金的边缘不至于浪费，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。

本实用新型的技术方案是：哈氏合金板与钢板爆炸复合板，由哈氏合金板和钢板爆炸复合组成，哈氏合金板厚度为3-8mm，钢板厚度为20-100mm，钢板的长和宽尺寸为10000mm和2500mm，哈氏合金板的边缘四周焊接碳钢板，其宽度为3-6cm。哈氏合金板的面积稍小，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，边缘合金板也能较好复合。

在复层哈氏合金板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τ_b≥210Mpa。

哈氏合金-钢复合板的爆炸复合是把哈氏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。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。而哈氏合金强度较高，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㎡左右的哈氏合金-钢复合板。