[实用新型]锆钢复合板

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种锆/钢复合板，尤其是用多层复合板，涉及用爆炸复合方法生产的金属复合板，其属于金属复合板制造领域。

背景技术

锆属于稀有金属，价格昂贵，但它具有高温强度高、耐蚀性好、可加工性好和热中子吸收截面低等综合性能，是核反应堆的重要结构材料，在核工业中得到大量应用。由于其非常活泼，室温下在空气或水溶液中就能很容易发生氧化反应，形成一层致密的氧化膜，使锆具有优异的抗酸、碱腐蚀的能力，因此近来在化学工业中的应用也逐渐增多。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，采用锆钢复合板，不仅充分利用了材料的特性——由锆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。

国内锆/钢复合板的研发工作因受复层锆材的限制(因国内海绵锆及熔炼技术的限制，至今仍无法生产出能满足爆炸要求的锆板材)，一直到本世纪初才开始从美国进口R60702锆板进行锆/钢复合板的研发工作，经大量的试验发现R60702材料含氧量太高，大于0.1％，典型数据约为0.15％，从而导致材料抗拉强度高、延伸率低，在单块锆板面积大于0.5m²时，不可能实现与钢的直接复合。目前国内压力容器所用的复合板大多是依靠从美国进口，不但价格昂贵，而且交货周期很长，这样不利于国内锆/钢复合板设备的推广应用，不利于民族工业的发展。因此研发出锆/钢复合板，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。

发明内容

本实用新型所解决的问题是，提出一种锆/钢复合板，尤其是用多层锆钢复合板，使用爆炸复合方法生产锆/钢复合板，以实现国产化的要求，满足我国化学和相关产业工艺装备发展的需要。

本实用新型的技术方案是：锆/钢复合板，其特征是在复层锆板4和基层钢板8之间增加一层过渡层钛板6，复层锆板4和过渡层钛板层厚度是1.5～4mm基层钢板10～40mm；增加一层过渡层钛板使锆/钢复合得更好。

本实用新型的特点是：锆/钢复合板的爆炸复合是把锆板作为接触腐蚀介质的第一层，钢板作为承受载荷的第三层，把钛板放在第二层以起到过渡的作用，因锆和钛属同族元素，在850℃以下时，晶格结构均是密排六方晶格的α锆和α钛，其互熔性较好，爆炸过程不会产生脆性的金属间化合物可获得高的结合强度和好的延展性，而钛和钢之间的复合技术国内已经非常成熟，并已得到广泛应用，因此，通过过渡层钛板承上启下的作用，变向的实现了锆和钢之间的直接复合。通过一次爆炸复合的方法，使之实现大面积的连续焊接，满足ASTM B898-2005《活性和难熔金属复合板》标准的要求，贴合率大于99％，最小剪切强度τ_b≥137.9Mpa。

本实用新型提供了面积大于0.5m2的R60702材料，通过增加过渡层钛板和钢板一次复合。解决了面积大于0.5m2的R60702和钢无法复合的问题，满足了国内化学工业发展的需要。

附图说明

图1为本实用新型一次爆炸安装的结构示意图

1、雷管2.炸药3.保护层4.锆板5.支撑块6.钛板7.支撑块8.基板9.基础

具体实施方式

下面具体说明本实用新型的实施方式。

复合板的安装结构如图1所示，复合采用的方法是一次完成的方法，构成本实用新型的结构，爆炸完成是在现场安装时将锆板放置在最上面作为第一层，第二层放置钛板作为中间过渡层，第三层放置钢板作为最下面一层基板，为避免第一层锆板爆炸过程弯折角过大，锆板与钛板的支撑间距要比钛板与钢板之间的支撑间距稍小。锆板厚度为δ 2mm，钛板厚度δ 2mm，板幅尺寸均为4000mm×2200mm(L×W)，基板厚度为δ28mm 16MnR钢板，板幅尺寸为4030mm×2230mm(L×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≥3200m/s，爆热4015KJ/Kg，爆温2654℃，爆压519Mpa，密度(0.95～1.25)g/cm³，猛度(铅柱压缩值)≥15mm。锆表面加以保护后均布炸药，引爆点放在锆复板中心，即两条对角线的交点，如图1。爆炸复合后，经热处理、矫平后，进行检测，贴合率99.8％，剪切强度τ_b＝205Mpa。达到ASTM B898-2005《活性和难熔金属复合板》A级标准。

一次爆炸是在现场安装时，将锆-钛-钢三层同时安装，锆与钛、钛与钢之间预留适当的支撑间距，在锆板上面布置炸药，一次爆炸的方法直接生产锆钢复合板。