专利名称：超低碳Ni-Cr-Mo5923hMo合金钢爆炸焊接高耐蚀性复合材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及石油、化工、制药、氯碱等工业中耐高温、高压，且 能在多种苛刻腐蚀环境下使用的高耐蚀性复合材料，属于镍、铬、钼 合金钢的技术领域。
背景技术：
2001 (12)焊接杂志上的《HlCrl2Ni13过渡层焊丝对incoloy825 复合钢板焊接性能的影响》 一文阐述了这种C广Ni-Mo复合钢板焊丝 对过渡层的影响特征，本文未涉及爆炸焊接复合技术。2007年4月出版的《爆炸焊接和爆炸复合材料的原理及应用》 一书，在第二篇第3.2节中，分别阐述了镍一不锈钢、镍_钛、镍一 钢、钼一铜等涉及Cr-Ni-Mo元素的单一钢种爆炸焊接工艺和技术， 但未涉及Cr-Ni-Mo合金钢的爆炸焊接技术。2007年11月《压力容器》杂志上的《哈氏B-3合金大型压力容 器的研制》 一文，只对这种合金的发展、性能作了介绍，并阐述了该 合金在焊接大型压力容器时，在施工环境、冷热加工、耐蚀试验与质 量控制方面提出的要求，未涉及爆炸焊接这类复合材料。至目前为止，尚未见有关Cr-Ni-Mo合金复合材料方面的文献报导。
发明内容
本发明的目的在于提供一种极好的耐点蚀、缝隙蚀和应力蚀，且机械性能优良的复合材料，以满足各种在苛刻工况条件下运行的设 备，对所需制造材料性能的需求。 本发明的技术解决方案超低碳Cr-Ni-Mo5923hMo合金钢爆炸焊接高耐蚀性复合材料，其 生产方法包括爆前处理、爆炸焊接复合、退火消应力处理工艺。 所述的爆前预处理工艺为1、采用砂轮和布轮对两待结合面打磨、抛光，除去表面的氧化 物层，使两待结合面露出新鲜的金属面。2、基、复层的现场安装； 基、复板之间预留复板加速距离以及布药尺寸的确定，便于爆炸焊接 时，消除起爆端、两侧及末端边界效应的影响。3、基、复板安装前， 用丙酮洗刷基、复板待结合面，保证清洗面无尘土、油渍等污物。所述的爆炸焊接工艺为选用低爆速的粉状铵油乳化炸药，并按比例添加占总质量25-30%的粉状工业盐、3-4%的珍珠岩和2%的锯 粉，利用炸药的爆轰特征，以规定的速度范围值倾斜碰撞基层板，实 现不同性能的金属瞬间冶金结合。所述的热处理消应力工艺为升温速度《20(TC/h，最高温度670 °C-910°C，保温时间范围根据复合材料总厚度制定， 一般为50-130 分钟。超低碳Cr-Ni-Mo5923hMo合金钢爆炸焊接高耐蚀性复合材料，其 结构包括普通低合金钢与位于其表面的Cr-Ni-Mo5923hMo合金钢复 层冶金而强固的结合在一起，其中Cr-Ni-Mo5923hMo合金钢复层厚度 为2-10腿，普通低合金基层钢为Q345B，其厚度为30-100mm，使用 的Cr-Ni-Mo5923hMo合金钢主要化学成分组成为(以质量分数的百分比计)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基层低合金钢Q345B的主要化学成分组成(以质量分数的百分比计)C Si Mn PS Fe 0. 19_^_^_0. 018_0. 018_其余本发明的优点其一是复层板对大多数腐蚀性介质具有优异的耐 蚀性能，极好的耐点蚀、缝隙蚀和氯化物引起的应力腐蚀开裂性能。 而基层板则具有良好的力学性能，实现两种性能的金属材料完美的统 一，充分发挥了单一材料的性能优势。其二是采用了最低爆炸焊接装 药量，并进行密闭装药工艺，不仅实现了这两种材料良好的爆炸焊接， 而且使得爆炸焊接装药量比目前国内外工艺装药量下限又降低了 20一30%，大大降低了爆炸焊接成本，削弱了爆炸焊接冲击波和噪声。打磨和抛光工艺实现了两金属结合面的平、光、净，使其露出了新鲜 的金属表面，经炸药爆轰得到两金属的强固冶金结合界面，且结合届面的结合强度完全达到了预定的指标(^210MPa)，热处理后的金属 复合材料产品，不仅具有很高的结合强度，而且复层和基层的物理、 化学性能保持不变，在以后的校平和切割冷热加工时，不会出现界面 开裂或分离现象。
具体实施方式
实施例1工业化规模生产超低碳Cr-Ni-Mo5923hMo合金钢爆炸焊接高耐 蚀性复合材料，其生产方法为一、 爆前预处理工艺1、对待结合界面用砂轮和布轮打磨、抛 光，除去表面的氧化物层，达到平、光、净的目的。2、基、复板以 及布药尺寸的确定；复板比基板四周边各长40mm，布药尺寸同复板。 3、基、复板安装前用丙酮洗刷两待结合面，以消除表面的尘土和油 渍等污物。二、 爆炸悍接复合工艺选用低爆速的粉状铵油乳化炸药，并按 比例添加占总质量25 %的粉状工业盐、3-4%的珍珠岩和2 %的锯粉， 利用炸药的爆轰特性，使5923hMo合金以规定的速度范围值倾斜碰撞 基层板，实现两金属板瞬间的冶金结合。三、 热处理工艺最高温度910。C士1(TC，保温时间范围为50min， 升温速度《200。C/h。超低碳Cr-Ni-Mo5923hMo合金钢爆炸焊接高耐蚀性复合材料，其 结构包括普通低合金钢基层以及位于一面的5923hMo合金钢复层，基 层与位于其上的5923固o合金钢复层在爆炸焊接后强固的冶金结合 在一起，其中复层5923hMo厚度为2腿，普通低合金钢Q345B厚度为 50腿。实施例2工业化规模生产超低碳Cr-Ni-Mo5923hMo合金钢爆炸焊接高耐 蚀性复合材料，其生产方法为一、爆前预处理工艺1、对待结合界面用砂轮和布轮打磨、抛光，除去表面的氧化物层，达到平、光、净的目的。2、基、复板以 及布药尺寸的确定；复板比基板四周边各长20腿，布药尺寸同复板。 3、基、复板安装前用丙酮洗刷两待结合面，以消除表面的尘土和油 渍等污物。二、 爆炸焊接复工艺选用低爆速的粉状铵油乳化炸药，并按比 例添加占总质量30%的粉状工业盐、3-4%的珍珠岩和2%的锯粉， 利用炸药的爆轰特性，使5923hMo合金以规定的速度范围值倾斜碰撞 基层板，实现两金属板瞬间的冶金结合。三、 热处理工艺最高温度670'C，保温时间范围为130min，升 温速度《150。C/h。超低碳Cr-Ni-Mo5923hMo合金钢爆炸焊接高耐蚀性复合材料，其 结构包括普通低合金钢基层以及位于一面的5923hMo合金钢复层基 层与位于其上的5923hMo合金钢复层在爆炸焊接后强固的冶金结合 在一起，其中复层5923hMo厚度为6mm，普通低合金钢Q345B厚度为 60腿。经检测，这种复合材料的结合界面强度为320 Mpa， JB/T4748-2002标准为>200。可以看出，经热处理后的金属复合材 料产品，具有很高的界面结合强度和复合率。因此，在实施校平、切 割等冷热工艺加工时，复层和基层界面之间不会出现开裂分离现象， 完全可以应用于在特殊工况条件下运行的设备材料。
权利要求
1、超低碳Cr-Ni-Mo5923hMo合金板爆炸焊接高耐蚀性复合材料，其特征是生产方法包括预处理、爆炸焊接复合、退火消应力处理工艺。
2、 根据权利要求l所述的所述的预处理工艺为(l)采用砂轮和 布轮对待结合面打磨、抛光，使结合面露出新鲜的金属面。(2)基、 复层的现场安装，基、复板之间预留复板加速距离，复板比基板四周 边各长20mm-40mm。
(3)爆前用丙酮洗刷基、复板待结合面，保证清洗面无尘土、油渍。
3、 根据权利要求1所述的超低碳Cr-Ni-Mo5923謹o合金板爆炸 焊接高耐蚀性复合材料，其特征是选用低爆速的粉状铵油乳化炸药， 并按比例添加占总质量25-30%的粉状工业盐，3-4%的珍珠岩和2 %的锯粉利用炸药的爆轰特征，使5923hMo合金以规定的速度范围 值倾斜碰撞基层板，实现两金属板瞬间的冶金结合。
4、 根据权利要求1所述的热处理消应力工艺，其特征为升温 速度《20(TC/h，最高温度670°C-910°C，保温时间范围根据复合材 料总厚度制定， 一般为50-130min。
5、 超低碳Cr-Ni-Mo5923hMo合金钢爆炸焊接高耐蚀性复合材 料，其特征为普通低合金钢与位于其表面的Cr-Ni-Mo5923hMo合金钢 复层冶金的结合在一起，其中Cr-Ni-Mo5923hMo合金钢复层厚度为 2-10mm，普通低合金基层钢为Q345B其厚度为30-1 OOmm。
全文摘要
本发明是采用超低碳Ni-Cr-Mo 5923hMo合金钢，作为高耐蚀层，采用爆炸焊接工艺和普通低合金钢Q345B组成的一种新型复合材料，其生产方法包括表面预处理、爆炸焊接复合、退火消应力工艺，其结构为普通低合金钢与位于其上的5923hMo耐蚀钢复层冶金的结合在一起，发明的复合材料优点为复层对大多数腐蚀性质具有优异的耐腐蚀性能，极好的耐点蚀、缝隙蚀和氯化物引起的应力腐蚀开裂性能。而基层板则具有良好的力学性能，充分发挥两种金属各自的优良理化性能。此种新型复合材料经退火、校平、切割等冷、热工艺加工后，不会出现基、复层界面开裂或分离现象。经物理、化学试验分析，其性能指标完全符合JB4748-2002标准，可满足在恶劣工况条件下的设备对特殊材料的性能要求。
文档编号C21D1/30GK101293305SQ20081012405
公开日2008年10月29日 申请日期2008年6月23日 优先权日2008年6月23日
发明者建 冯, 史和庆, 史和生, 权 孙 申请人:南京润邦金属复合材料有限公司