[發明專利]鍋爐用雙金屬無縫鋼管的復合管坯及其生產方法

有效

• 申請號: 200910077497.6
• 申請日: 2009-02-17
• 公開（公告）號: CN101530907A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 王黎暉;武賢;陳建波;陳睿;楊玉學;張伏霞;劉靜;霍川喜
• 申請（專利權）人: 新興鑄管股份有限公司
• 主分類號: B22D19/16
• 分類號: B22D19/16;B22D13/00;B32B15/01;F16L9/02;C22C38/58;C22C38/54
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司
• 代理人: 郭鴻雁

技術領域

本發明涉及一種雙金屬復合材料，尤其涉及一種鍋爐用雙金屬無縫鋼管的復合管坯及其生產方法，該管坯通過擠壓或軋制加工成鍋爐用雙金屬無縫鋼管。

背景技術

TP304L/Gr.A-1雙金屬管是黑液鍋爐換熱器必須管道材料。其成分標準要求見表1。內層性能要求見表2。

表1?內外層材料成分要求

表2?內層材料性能要求

??屈服強度MPa??抗拉強度MPa??延伸率％??≥255??≥415??≥30

黑液鍋爐換熱器的使用條件對TP304L/Gr.A-1雙金屬管的質量要求很嚴，同時對其生產制造的工藝路線提出了更高的要求。目前，國內沒有具備該應用條件下使用的TP304L/Gr.A-1雙金屬管材料的制造加工技術。國外德國、日本的生產工藝是：先將外層TP304L、內層Gr.A-1分別機械加工成管，然后鑲套在一起，利用真空技術將內外層交界面的空氣抽空，再進行高溫處理，利用原子擴散將內外兩種材料粘接在一起，在擠壓(熱軋)時，利用高溫擠壓(熱軋)時的原子界面擴散再次粘接，制得外TP304L、內Gr.A-1雙金屬管。但內外層金屬的結合決定于界面原子擴散，通常因加工過程中的油膜、加熱過程中的氧化物膜等阻礙原子擴散的因素存在而受到影響，造成交界面未能全部熔合。內外層未熔合的部分造成鍋爐換熱時的熱阻大大增加，嚴重影響了鍋爐的熱量交換。另外，該生產工藝制得的雙金屬管的內外層的熔合層很薄，只有幾到十幾微米，由于內外層材質的不同，使用過程中在內外層交界面會形成很大的界面應力，該應力促使內外分層，嚴重了影響管子的使用壽命。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服上述雙金屬管的缺點，提供一種具有過渡層、過渡層分別與內、外層完全冶金熔合、不易分層、使用壽命長的鍋爐用雙金屬無縫鋼管的復合管坯及其生產方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種鍋爐用雙金屬無縫鋼管的復合管坯，包括內層和外層，所述內層和外層之間還具有過渡層，所述過渡層分別與內層、外層完全冶金熔合；所述內層由Gr.A-1材料澆注而成，所述過渡層由純鐵或內層材料澆注而成，所述外層成分的重量百分比為：

C：0～0.025％??????????Si：0～0.75％??????????Mn：0～2.0％

P：0～0.040％??????????S：0～0.030％??????????Cr：18.0～20.0％

Mo：0.02～0.4％????????Ni：8.0～13.0％????????N：0.03～0.2％

B：0.0001～0.01％??????Fe：其余。

本發明鍋爐用雙金屬無縫鋼管的復合管坯，其中所述外層成分的重量百分比優選為：

C：0～0.020％??????????Si：0～0.75％??????????Mn：0～2.0％

P：0～0.040％??????????S：0～0.030％??????????Cr：18.0～20.0％

Mo：0.3～0.35％????????Ni：8.0～13.0％????????N：0.06～0.1％

B：0.005～0.008％??????Fe：其余。

本發明鍋爐用雙金屬無縫鋼管的復合管坯，其中所述過渡層的厚度優選為2～5mm。

本發明還提供了上述鍋爐用雙金屬無縫鋼管的復合管坯的生產方法，包括以下步驟：

(1)將外層金屬液通入管模內離心澆注，澆注完后冷卻，待外層內表面溫度冷卻至低于外層金屬液熔點150℃～200℃時開始澆注過渡層金屬液；