Ti-6Al-4V合金和鋼板的爆炸複合板的製作方法

2023-04-26 12:40:31

專利名稱：Ti-6Al-4V合金和鋼板的爆炸複合板的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種金屬複合板材，尤其是爆炸複合方法的金屬複合板，屬於金
屬複合板製造領域。
背景技術：
Ti-6A1-4V合金是用途廣泛的鈦合金，在航空、汽車、能源、艦船、化工、醫療器械及體育用品等所有應用領域中，該合金佔到50%以上。在航空業中，Ti-6Al-4V合金用作重要的零部件，從隔板、機翼、機架到壓氣機盤、發動機、葉片、氣瓶。Ti-6A1-4V是近a合金，具有a +|3雙相結構。工業級與ELI級Ti-6A1-4V的P轉變溫度分別為101(TC 1020°C和970°C 980°C。採用形變熱處理，可使合金的顯微組織發生變化，從針狀組織或片狀組織轉變組織)變成等軸(a+e)組織。等軸組織與針狀或片狀組織的拉伸強度差異不很明顯，而等軸組織的延伸率及疲勞壽命是後者的兩倍。因此，等軸組織更適合用於對低周疲勞壽命有嚴格要求的轉動部件，例如壓氣機盤。然而，P轉變組織較(a+P)組織有更好的斷裂韌性及高溫蠕變強度。 但Ti-6A1-4V合金的成本價值高，大規模生產應用還很受限制。
發明內容本實用新型目的是，以炸藥作為能源，通過爆炸複合的方法生產Ti-6A1-4V合金和鋼鐵複合板，從而充分利用Ti-6A1-4V合金高性能的條件下，降低使用成本，保證以滿足我國化工、冶金等行業大型裝備的用途和需要。 本實用新型的技術方案是Ti-6Al-4V合金和鋼板的爆炸複合板，Ti_6Al_4V合金板的厚度在3-20mm，鋼板基板厚度為20-100mm。 復層Ti-6A1-4V合金和基層碳鋼板之間採用支撐墊片安裝、炸藥鋪置完成後在短邊中布置爆速較高的炸藥，最終使之實現羅大面積的連續焊接，爆炸複合一次成型後可使貼合率達到100%，最小剪切強度Tb > 196Mpa。 Ti-6Al-4V合金-鋼複合板的爆炸複合是把Ti-6Al-4V合金作為負載面的表層，鋼板作為承受載荷的另外一層。爆炸複合是以炸藥為能源，在引爆的瞬間，炸藥所潛在的化學能，即轉化為光能、聲能、熱能和機械能。爆炸複合就是利用炸藥所釋放出來的熱能和機械能，在高壓脈衝載荷作用下，使復板在炸藥能量的作用下依次向基板加速運動，並形成一定的彎折角，才能形成基、復板間原子間的結合。 本實用新型的有益效果是可以較低成本用於高溫、化學/石化工工業設備中，也可用於電廠設備。

圖1為本實用新型複合板爆炸安裝的結構示意圖 雷管藥條1 、主體炸藥2、保護層3、Ti-6A1-4V合金板4、邊緣支撐間隙5、鋼板6 (基板)、基礎7。
具體實施方式
以下結合附圖說明本實用新型的實施方式。 Ti-6Al-4V合金板-鋼板基板的爆炸複合在現場安裝時將Ti-6Al-4V合金板(如 超級Ti-6A1-4V合金00Cr25Ni7Mo4N)放置在上面，鋼板作為下面一層基板，首先兩板之間 支撐間隙加大採用10mm，邊緣支撐間隙、平行放置，以滿足整板材受力分布平均的需要，保 證最終複合板力學性能達到平衡，且為了避免藥量大在爆炸複合過程中會燒傷復板面，防 護層也要加厚。工具鋼板的厚度在3-20mm，基板厚度為20-100mm鋼板，主體炸藥選用2#巖 石炸藥，爆速2200 3200mm/s。 Ti_6Al_4V合金板表面加以防護後均勻布置2#巖石炸藥， 在沿著寬度邊緣布置一條高爆速的1#炸藥，其爆速5000 6500mm/s，藥條厚度高於主體炸 藥10mm，寬度為15mm，起爆點放在Ti-6Al-4V合金板邊部(見圖1)。爆炸複合後，經熱處 理、矯平，貼合率為100%，剪切強度196Mpa。 Ti-6A1-4V合金和鋼板的爆炸複合板經 加工成型後構成石油、化工造船、製藥、核工業的較低成本的用材。
權利要求Ti-6Al-4V合金和鋼板的爆炸複合板，其特徵是由Ti-6Al-4V合金板和鋼板的爆炸構成複合板，Ti-6Al-4V合金板的厚度為3-20mm，鋼板厚度為20-100mm。
專利摘要Ti-6Al-4V合金和鋼板的爆炸複合板，由Ti-6Al-4V合金板和鋼板的爆炸構成複合板，Ti-6Al-4V合金板的厚度為3-20mm，鋼板厚度為20-100mm。本實用新型的可以較低成本用於高溫、化學/石化工工業設備中，也可用於電廠設備。
文檔編號F16S1/00GK201448575SQ20092004447
公開日2010年5月5日 申請日期2009年6月10日 優先權日2009年6月10日
發明者周景蓉, 鄧家愛, 陳壽軍 申請人:鄧家愛