Крупногабаритный толстостенный биметаллический лист

Полезные модели могут быть использованы при получении плоских слоистых заготовок сваркой взрывом при изготовлении крупногабаритных длинномерных толстостенных стальных конструкций из листового материала, в частности легированных коррозионно-стойких. Технический результат - повышение рациональности и интенсивности образования физического контакта в условиях сварки косым соударением, который достигается тем, что в заготовке для сварки слоистой конструкции, включающей последовательное установление над контактирующими поверхностями метаемых листов, выставленных на дистанционных элементах из разновысоких жестко-упругих никельсодержащих уголков, в количестве и размерах, обеспечивающих наклонное под заданным углом нависание метаемых листов, формируется промежуточный никель-содержащий (припойный-присадочный) из никельсодержащей пластины, что в свою очередь обеспечивает высокую прочность сцепления биметалла, препятствуя образованию хрупких структур на линии соединения при нагреве, прокатке и обжатии заготовок в крупногабаритные биметаллические листы - пакеты расширенного сортамента.

Литература

1. Авт. свид. (SU) 690721 на изобретение «Способ плакирования» от 30.01.1978. МПК B23K 20/08.

2. Авт. свид. (SU) 1042931 на изобретение «Способ плакирования взрывом деталей из стали» от 23.06.1979. МПК B23K 20/08.

3. Патент DE 4035575 на изобретение «Способ сварки взрывом» от 08.11.1990. МПК B23K 20/08.

4. Патент РФ 2032511 на изобретение «Способ диффузионной сварки алюминиевых сплавов через промежуточную прокладку» от 20.10.1992. МПК B23K 20/16.

5. Патент РФ 2056987 на изобретение «Способ сварки металлов взрывом» от 26.04.1994. МПК B23K 20/08.

6. Заявка (RU) 95109014, изобретение «Способ получения плоских биметаллических материалов» от 01.06.1995, МПК B23K 20/20.

7. Заявка (RU) 95109537, изобретение «Способ получения биметаллических переходников алюминий-медь» от 10.04.1997, МПК B23K 20/08, B23K 20/16.

8. Патент РФ 2123417 на изобретение «Способ диффузионной сварки алюминиевых разнородных металлов» от 09.10.1997. МПК B23K 20/16.

9. Патент РФ 2191669 на изобретение «Способ плакирования металлических поверхностей сваркой взрывом» от 31.01.2001. МПК B23K 20/08.

10. Патент РФ 2185942 на изобретение «Способ получения неразъемных соединений сваркой взрывом» от 07.02.2001. МПК B23K 20/08.

11. Патент РФ 2237558 на изобретение «Способ плакирования сваркой взрывом» от 22.08.2002. МПК B23K 20/08.

12. Патент РФ 2231432 на изобретение «Способ диффузионной сварки разнородных сталей» от 14.05.2003. МПК B23K 20/14, B23K 20/02, B23K 20/16, B23K 20/227.

13. Патент РФ 53202 на полезную модель «Заготовка слоистой тонкостенной сварной конструкции» от 30.12.2004. B23K 20/00.

14. Патент РФ 2338636 на изобретение «Способ изготовления биметалла путем сварки взрывом» от 24.01.2007. МПК B23K 20/08.

15. Патент РФ 2343056 на изобретение «Способ получения крупно-габаритных плоских биметаллических листов сваркой взрывом» от 09.04.2007. МПК B23K 20/08.

16. Патент РФ 2340434 на изобретение «Способ изготовления многослойной броневой композиции» от 16.04.2007. МПК B23K 20/08.

17. Патент РФ 2365475 на изобретение «Способ изготовления многослойных изделий энергией взрыва» от 02.07.2007. МПК B23K 20/08.

18. Патент РФ 84763 на полезную модель «Биметаллическая заготовка» от 21.04.2009. B23K 20/08.

19. Патент РФ 2417868 на изобретение «Способ получения крупногабаритных биметаллических листов сваркой взрывом» от 27.05.2009. МПК B23K 20/08.

20. Патент РФ 2397850 на изобретение «Способ изготовления сваркой взрывом плоской биметаллической заготовки» от 11.06.2009. МПК B23K 20/08.

21. Патент РФ 2421312 на изобретение «Способ изготовления плакированного металлического листа» от 16.09.2009. МПК B23K 20/08, B23K 20/04.

22. Патент РФ 96050 на полезную модель «Схема соединения крупногабаритных биметаллических листов» от 02.02.2010. B23K 20/08.

23. Патент РФ 2453409 на изобретение «Способ получения крупногабаритных листов композиционного материала сваркой взрывом» от 17.08.2010. МПК B23K 20/08.

24. Патент РФ 2477203 на изобретение «Способ изготовления слоистого композиционного материала титановый сплав-алюминид титана» от 27.10.2010. МПК B23K 20/22, B23K 20/14, B23B 20/16.

25. Патент РФ 121766 на полезную модель «Заготовка для диффузионной сварки слоистой тонкостенной титановой конструкции из листового материала» от 29.11.2011. МПК B23K 20/14.

26. Кудинов В.М., Коротеев А.Я. Сварка взрывом в металлургии. - М.: «Металлургия», 1978. - 168 с.

27. 3ахарченко И.Д. Сварка взрывом металлов. - Мн.: «Навука i тэхника», 2004. - 205 с.

28. ГОСТ 10885-85 Сталь листовая горячекатаная двухслойная коррозионно-стойкая. Технические условия.

Полезная модель относится к производству слоистых (биметаллических и многослойных) толстостенных сварных листов и пакетов энергией взрыва при изготовлении под горячей прокаткой крупногабаритных толстостенных биметаллических листов коррозионно-стойкого биметалла для химической, нефтегазовой и атомной отраслей промышленности.

Известен крупногабаритный биметаллический лист [Патент РФ 84763 на полезную модель «Биметаллическая заготовка», МПК В23К 20/04, В23К 20/08], содержащий слой основного металла, слой плакирующего металла и промежуточный диффузионный слой между ними, образованный путем сварки слоев основного и плакирующего металлов взрывом, предшествующего горячей прокатки заготовки. Однако, такое изделие не отличается достаточной контактной равнопрочностью соединения по всей поверхности биметаллического листа - зоны сопряжения плакирующего листа с плакируемым листом, особенно при больших по площади и длинномерных металлических листах (вследствие нестабильности волны сжатия, обгоняющей фронт детонационной волны при сварке взрывом), приводящее к локальным отслоениям плакировки биметаллического пакета при прокате.

Задачей, на решение которой направлены технические решения, является: повышение качества слоистых (биметаллических) заготовок; расширение сортамента получаемой продукции.

Технические результаты, достигаемые во всех случаях выполнения заявленного решения, заключаются в повышении прочности сцепления слоя коррозионно-стойкого металла (нержавеющей коррозионно-стойкой легированной стали аустенитного класса) сварной композиции для крупногабаритных толстостенных многослойных (пакетов) листов.

Технический результат достигается тем, что полезная модель слоистой сварной коррозионно-стойкой заготовки крупногабаритного (длинномерного) толстостенного биметаллического листа представляет собой композицию, включающую основной толстостенный лист из углеродистой или низколегированной стали и плакирующий лист из нержавеющей коррозионностойкой легированной стали, соединенные сваркой взрывом (косым соударением) через промежуточный никельсодержащий (припойный-присадочный) слой из листового материала, подвернутую горячей пластической деформации..

Промежуточный (припойный-присадочный) листовой материал - пластина из прокатной стали, толщиной до 4 мм, с содержанием никеля до 16% и более. Наличие в промежуточном (припойный-присадочный) слое никеля обеспечивает высокую прочность сцепления биметалла, препятствуя образованию хрупких структур на линии соединения при нагреве и прокатке заготовки биметаллического листа при температуре 1100°С и выше.

Заявленная полезная модель иллюстрируются схемным чертежом (масштаб произвольный). На фиг. представлен поперечный разрез крупногабаритного толстостенного биметаллического листа - пакета, после горячей прокатки (обжатия) где: 1 - основной плакируемый толстостенный лист; 2 - плакирующий лист; 3 - промежуточный - присадочный слой никельсодержащей стали.

В качестве исходного основного плакируемого листа 1 используют сляб, подкат или плиту, предпочтительно из углеродистых и/или низколегированных сталей, напр. марок Ст. 3, 22К, 09Г2С и т.п., полосовую или квадратную, размерами, мм: толщиной до 400 (d(40÷400); шириной до 2000 (m(1000÷2000); длиной до 6000 ((1500÷6000),) мм, - без учета технологический напусков. Плакирующий лист 2 из легированной коррозионно-стойкой стали, напр. марок 08Х18Н10Т, 08X13 и т.п., той же ширины и длины, что и плакируемая сталь, при толщине до 40 мм (15÷40). Никельсодержащий слой 3 пластина предпочтительно из стали марок 10Х23Н18, 20Х23Н18, 20Х25Н20С, 03ХН28МД и т.п.

Пластической деформацией (при температуре до 1100÷1300°С) с обжатием до 55÷65%, доводят толстостенный биметаллический лист до необходимого габарита, - при этом сварные композиции, имея повышенную прочность сцепления слоев, по результатам испытаний показали высокие механические свойства крупногабаритного толстостенного биметаллического листа (пакета).

Технические решения полезной модели промышленно освоены, применимы для расширения сортамента в прокатном производстве при изготовлении двух- и многослойных плакированных листов и плит, крупногабаритных и толстостенных, в том числе и коррозионно-стойких.

Биметаллический лист, содержащий основной толстостенный лист из углеродистой или низколегированной стали и плакирующий лист из нержавеющей коррозионно-стойкой легированной стали, соединенные сваркой взрывом через промежуточный слой и подвергнутые горячей пластической деформации, отличающийся тем, что промежуточный слой выполнен из никельсодержащей стали, нанесенной на плакирующий лист сваркой взрывом.