專利名稱：超低碳Ni-Cr-Mo5923hMo合金鋼爆炸焊接高耐蝕性復合材料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及石油、化工、制藥、氯堿等工業(yè)中耐高溫、高壓，且 能在多種苛刻腐蝕環(huán)境下使用的高耐蝕性復合材料，屬于鎳、鉻、鉬 合金鋼的技術領域。
背景技術：
2001 (12)焊接雜志上的《HlCrl2Ni13過渡層焊絲對incoloy825 復合鋼板焊接性能的影響》 一文闡述了這種C廣Ni-Mo復合鋼板焊絲 對過渡層的影響特征，本文未涉及爆炸焊接復合技術。2007年4月出版的《爆炸焊接和爆炸復合材料的原理及應用》 一書，在第二篇第3.2節(jié)中，分別闡述了鎳一不銹鋼、鎳_鈦、鎳一 鋼、鉬一銅等涉及Cr-Ni-Mo元素的單一鋼種爆炸焊接工藝和技術， 但未涉及Cr-Ni-Mo合金鋼的爆炸焊接技術。2007年11月《壓力容器》雜志上的《哈氏B-3合金大型壓力容 器的研制》 一文，只對這種合金的發(fā)展、性能作了介紹，并闡述了該 合金在焊接大型壓力容器時，在施工環(huán)境、冷熱加工、耐蝕試驗與質 量控制方面提出的要求，未涉及爆炸焊接這類復合材料。至目前為止，尚未見有關Cr-Ni-Mo合金復合材料方面的文獻報導。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種極好的耐點蝕、縫隙蝕和應力蝕，且機械性能優(yōu)良的復合材料，以滿足各種在苛刻工況條件下運行的設 備，對所需制造材料性能的需求。 本發(fā)明的技術解決方案超低碳Cr-Ni-Mo5923hMo合金鋼爆炸焊接高耐蝕性復合材料，其 生產方法包括爆前處理、爆炸焊接復合、退火消應力處理工藝。 所述的爆前預處理工藝為1、采用砂輪和布輪對兩待結合面打磨、拋光，除去表面的氧化 物層，使兩待結合面露出新鮮的金屬面。2、基、復層的現(xiàn)場安裝； 基、復板之間預留復板加速距離以及布藥尺寸的確定，便于爆炸焊接 時，消除起爆端、兩側及末端邊界效應的影響。3、基、復板安裝前， 用丙酮洗刷基、復板待結合面，保證清洗面無塵土、油漬等污物。所述的爆炸焊接工藝為選用低爆速的粉狀銨油乳化炸藥，并按比例添加占總質量25-30%的粉狀工業(yè)鹽、3-4%的珍珠巖和2%的鋸 粉，利用炸藥的爆轟特征，以規(guī)定的速度范圍值傾斜碰撞基層板，實 現(xiàn)不同性能的金屬瞬間冶金結合。所述的熱處理消應力工藝為升溫速度《20(TC/h，最高溫度670 °C-910°C，保溫時間范圍根據復合材料總厚度制定， 一般為50-130 分鐘。超低碳Cr-Ni-Mo5923hMo合金鋼爆炸焊接高耐蝕性復合材料，其 結構包括普通低合金鋼與位于其表面的Cr-Ni-Mo5923hMo合金鋼復 層冶金而強固的結合在一起，其中Cr-Ni-Mo5923hMo合金鋼復層厚度 為2-10腿，普通低合金基層鋼為Q345B，其厚度為30-100mm，使用 的Cr-Ni-Mo5923hMo合金鋼主要化學成分組成為(以質量分數(shù)的百分比計)C S Cr Ni Mn Si0.002 0.002 22. 70 60. 17 0.23 0.03Mo Cu Fe P Al Co15.40 0.01 0.80 0.006 0.30 <0.01基層低合金鋼Q345B的主要化學成分組成(以質量分數(shù)的百分比計)C Si Mn PS Fe 0. 19_^_^_0. 018_0. 018_其余本發(fā)明的優(yōu)點其一是復層板對大多數(shù)腐蝕性介質具有優(yōu)異的耐 蝕性能，極好的耐點蝕、縫隙蝕和氯化物引起的應力腐蝕開裂性能。 而基層板則具有良好的力學性能，實現(xiàn)兩種性能的金屬材料完美的統(tǒng) 一，充分發(fā)揮了單一材料的性能優(yōu)勢。其二是采用了最低爆炸焊接裝 藥量，并進行密閉裝藥工藝，不僅實現(xiàn)了這兩種材料良好的爆炸焊接， 而且使得爆炸焊接裝藥量比目前國內外工藝裝藥量下限又降低了 20一30%，大大降低了爆炸焊接成本，削弱了爆炸焊接沖擊波和噪聲。打磨和拋光工藝實現(xiàn)了兩金屬結合面的平、光、凈，使其露出了新鮮 的金屬表面，經炸藥爆轟得到兩金屬的強固冶金結合界面，且結合屆面的結合強度完全達到了預定的指標(^210MPa)，熱處理后的金屬 復合材料產品，不僅具有很高的結合強度，而且復層和基層的物理、 化學性能保持不變，在以后的校平和切割冷熱加工時，不會出現(xiàn)界面 開裂或分離現(xiàn)象。
具體實施方式
實施例1工業(yè)化規(guī)模生產超低碳Cr-Ni-Mo5923hMo合金鋼爆炸焊接高耐 蝕性復合材料，其生產方法為一、 爆前預處理工藝1、對待結合界面用砂輪和布輪打磨、拋 光，除去表面的氧化物層，達到平、光、凈的目的。2、基、復板以 及布藥尺寸的確定；復板比基板四周邊各長40mm，布藥尺寸同復板。 3、基、復板安裝前用丙酮洗刷兩待結合面，以消除表面的塵土和油 漬等污物。二、 爆炸悍接復合工藝選用低爆速的粉狀銨油乳化炸藥，并按 比例添加占總質量25 %的粉狀工業(yè)鹽、3-4%的珍珠巖和2 %的鋸粉， 利用炸藥的爆轟特性，使5923hMo合金以規(guī)定的速度范圍值傾斜碰撞 基層板，實現(xiàn)兩金屬板瞬間的冶金結合。三、 熱處理工藝最高溫度910。C士1(TC，保溫時間范圍為50min， 升溫速度《200。C/h。超低碳Cr-Ni-Mo5923hMo合金鋼爆炸焊接高耐蝕性復合材料，其 結構包括普通低合金鋼基層以及位于一面的5923hMo合金鋼復層，基 層與位于其上的5923固o合金鋼復層在爆炸焊接后強固的冶金結合 在一起，其中復層5923hMo厚度為2腿，普通低合金鋼Q345B厚度為 50腿。實施例2工業(yè)化規(guī)模生產超低碳Cr-Ni-Mo5923hMo合金鋼爆炸焊接高耐 蝕性復合材料，其生產方法為一、爆前預處理工藝1、對待結合界面用砂輪和布輪打磨、拋光，除去表面的氧化物層，達到平、光、凈的目的。2、基、復板以 及布藥尺寸的確定；復板比基板四周邊各長20腿，布藥尺寸同復板。 3、基、復板安裝前用丙酮洗刷兩待結合面，以消除表面的塵土和油 漬等污物。二、 爆炸焊接復工藝選用低爆速的粉狀銨油乳化炸藥，并按比 例添加占總質量30%的粉狀工業(yè)鹽、3-4%的珍珠巖和2%的鋸粉， 利用炸藥的爆轟特性，使5923hMo合金以規(guī)定的速度范圍值傾斜碰撞 基層板，實現(xiàn)兩金屬板瞬間的冶金結合。三、 熱處理工藝最高溫度670'C，保溫時間范圍為130min，升 溫速度《150。C/h。超低碳Cr-Ni-Mo5923hMo合金鋼爆炸焊接高耐蝕性復合材料，其 結構包括普通低合金鋼基層以及位于一面的5923hMo合金鋼復層基 層與位于其上的5923hMo合金鋼復層在爆炸焊接后強固的冶金結合 在一起，其中復層5923hMo厚度為6mm，普通低合金鋼Q345B厚度為 60腿。經檢測，這種復合材料的結合界面強度為320 Mpa， JB/T4748-2002標準為>200?？梢钥闯?，經熱處理后的金屬復合材 料產品，具有很高的界面結合強度和復合率。因此，在實施校平、切 割等冷熱工藝加工時，復層和基層界面之間不會出現(xiàn)開裂分離現(xiàn)象， 完全可以應用于在特殊工況條件下運行的設備材料。
權利要求
1、超低碳Cr-Ni-Mo5923hMo合金板爆炸焊接高耐蝕性復合材料，其特征是生產方法包括預處理、爆炸焊接復合、退火消應力處理工藝。
2、 根據權利要求l所述的所述的預處理工藝為(l)采用砂輪和 布輪對待結合面打磨、拋光，使結合面露出新鮮的金屬面。(2)基、 復層的現(xiàn)場安裝，基、復板之間預留復板加速距離，復板比基板四周 邊各長20mm-40mm。
(3)爆前用丙酮洗刷基、復板待結合面，保證清洗面無塵土、油漬。
3、 根據權利要求1所述的超低碳Cr-Ni-Mo5923謹o合金板爆炸 焊接高耐蝕性復合材料，其特征是選用低爆速的粉狀銨油乳化炸藥， 并按比例添加占總質量25-30%的粉狀工業(yè)鹽，3-4%的珍珠巖和2 %的鋸粉利用炸藥的爆轟特征，使5923hMo合金以規(guī)定的速度范圍 值傾斜碰撞基層板，實現(xiàn)兩金屬板瞬間的冶金結合。
4、 根據權利要求1所述的熱處理消應力工藝，其特征為升溫 速度《20(TC/h，最高溫度670°C-910°C，保溫時間范圍根據復合材 料總厚度制定， 一般為50-130min。
5、 超低碳Cr-Ni-Mo5923hMo合金鋼爆炸焊接高耐蝕性復合材 料，其特征為普通低合金鋼與位于其表面的Cr-Ni-Mo5923hMo合金鋼 復層冶金的結合在一起，其中Cr-Ni-Mo5923hMo合金鋼復層厚度為 2-10mm，普通低合金基層鋼為Q345B其厚度為30-1 OOmm。
全文摘要
本發(fā)明是采用超低碳Ni-Cr-Mo 5923hMo合金鋼，作為高耐蝕層，采用爆炸焊接工藝和普通低合金鋼Q345B組成的一種新型復合材料，其生產方法包括表面預處理、爆炸焊接復合、退火消應力工藝，其結構為普通低合金鋼與位于其上的5923hMo耐蝕鋼復層冶金的結合在一起，發(fā)明的復合材料優(yōu)點為復層對大多數(shù)腐蝕性質具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，極好的耐點蝕、縫隙蝕和氯化物引起的應力腐蝕開裂性能。而基層板則具有良好的力學性能，充分發(fā)揮兩種金屬各自的優(yōu)良理化性能。此種新型復合材料經退火、校平、切割等冷、熱工藝加工后，不會出現(xiàn)基、復層界面開裂或分離現(xiàn)象。經物理、化學試驗分析，其性能指標完全符合JB4748-2002標準，可滿足在惡劣工況條件下的設備對特殊材料的性能要求。
文檔編號C21D1/30GK101293305SQ20081012405
公開日2008年10月29日 申請日期2008年6月23日 優(yōu)先權日2008年6月23日
發(fā)明者建 馮, 史和慶, 史和生, 權 孫 申請人:南京潤邦金屬復合材料有限公司