TWI295594B - Clad alloy substrates and method for making same - Google Patents

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1295594 九、發明說明： 【技藝背景】 技藝領域 本揭示有關包層合金底質以及此等加包層材料之製法 。本揭示亦有關由包層合金底質所製或包括包層合金底質 之製品，以及此等製品之製法。 技藝背景說明 包層合金係用於某些要求材料將高強度與耐腐蝕性結 φ 合之應用中。一顯現有利強度及耐腐蝕性之常見包層合金 實例包括將一不銹鋼層在其相反表面上包以一層鎳或鎳基 ^ 底合金（亦即主要由鎳構成之合金）。使用此等加包層材 • 料之應用包括化學貯液槽、煙囪、電池、管材、熱交換器 m 、油氣管路、化學品槽、及烹飪器皿。不銹鋼層提供較高 _ 之強度，而鎳或鎳基底包層則在嚴苛條件下耐腐蝕。使用 此類型之雙鎳包層不銹鋼亦具有複合材料較諸某些提供類 似耐腐飩性質之高合金含量超耐熱沃斯田不銹鋼及鎳基底 φ 合金爲廉價之優點。 包層程序涉及將底材包以單一包層或者在底質之相反 表面上各包以一包層。生產包層合金所用程序必須將一（ 單包層）或二（雙包層）包層充份黏結於底質，以防各包 層在使用條件下剝離。已知有若干包層方法。 一已知之包層不銹鋼生產方法說明於美國專利4，936, 5 04號。更明確言之，該’ 504號專利說明各種將不銹鋼包 …— ……一 —- —- -.…- ……一… -…- — .. ................... . 以各種材料包括銅、鎳及殷鋼（一種含3 6°/。鐵之鎳合金） 之方法。一般而言，在該’504號專利說明之方法中，不銹 1295594 鋼片底質及包層用材係予疊合，然後輥軋成緊實捲料。捲 料於高溫真空爐內長時間加熱，從而將包層用片材擴散黏 '結於不銹鋼片。在進行該’ 504號專利方法時，操作真空爐 設備及長時間維持捲料於高溫需要相當之能量，故此在實 質上增高加包層材料之成品成本。 美國專利5, 1 83,1 98號說明之包層鋼板產生方法係將 不銹鋼或鎳合金包於一包含0.00 20至0.0 6%碳、0.5 %或 | 以下之矽、1.0至1.8 %錳、0.03%或以下之磷、0.005 %或以下之硫、0 . 08至0 . 15%鈮、0 . 005至0 . 03%鈦、 0.05或以下之鋁及0.002至0.006 %氮。（本文中所有百 分比除另有指示外均爲重量百分比。）包層用材及底材之 扁塊予輥軋成規定厚度之板。在各板之所有接觸表面熨平 、清潔及除脂後，將一鐵基底之板底材夾於二包層用板材 間製備一總成扁塊。然後將總成板之周邊防漏熔接並用真 空泵移除各接觸板面間之空氣。然後在1100至1 250°F之範 φ 圍內加熱該總成扁塊，並接受一或更多輥軋及冷卻步驟使 各材料黏著而形成包層產品。如此，與利用真空爐之’ 504 號專利方法相反，該’ 1 98專利教示僅在包層用材與底材之 相對表面間之空間內產生真空。 在稱爲爆炸包層法之又一已知生產加包層材料之方法 中，起爆炸藥之經控制能量被用以在二或更多類似或不類 似材料間產生冶金黏結。爆炸包層法係一種冷壓力法，其 中待黏結材料上之污染物表膜因二金屬因高壓碰撞結果被 塑性噴離基底金屬。在金屬板高速碰撞期間，在各板間形 1295594 成噴束，而有害於建立冶金黏結之污染物表膜即在該噴束 中被沖離。表膜被噴束作用清潔之各金屬板在接近碰撞點 '所獲極高壓力之影響下於一內部之點接合。早先在此領域 內頒發之專利包括美國專利3，23 3，3 1 2號、3，397，444號 及 3,493,353 號。 以上每一已知包層方法均需要使用真空裝置或其他複 雜之設備。此外，例如該’ 504號專利之包層方法受限於較 φ 薄號規捲料產品之生產，且需於包層操作前將底質及包層 用材分別熱軋及冷軋成片材形式。就爆炸包層法而言，該 - 法通常昂貴且勞力密集，需要使用危險之爆炸性物質，且 - 可能在底質與各包層間造成不均勻之波狀界面，而可能不 " 適合某些應用。 ' 因此，提供一種將不銹鋼及其他材料包以包層用合金 材料之替代方法將屬有利。此種替代方法較佳爲無需使用 真空爐、爆炸性包層設備、或其他複雜之生產設備。 φ 【本發明綜述】 本揭示之一方面係針對一種由底材及包層用材生產包 層產品之新穎方法，其中底材及包層用材均爲合金。該方 法包括組配底質及包層用材，再將其等一倂熔接以提供本 文中所稱之 > 熔接總成〃，然後將熔接總成熱軋以提供一 熱軋帶。該熔接總成可藉由將包層用材置於底材上，使包 層用材之至少一第一邊緣不伸及底材之一第一邊緣，從而 - — - 提供一在該等第一邊緣間之邊際。將一熱強度大於包層用 材之合金置於該邊際內且鄰接包層用材之第一邊緣。該置 1295594 於邊際內之材料在熱軋操作期間抑制包層用材擴展至底材 之邊緣外。 ' 在本揭示上述方法之某些具體形式中，包層用材及底 材係個別以板之形式存在於熔接總成內，而該邊際係由包 層用板材之一第一邊緣與底板材之一鄰接第一邊緣間之空 間予以界定。在某些此等具體形式中，熱強度大於包層用 材之材料爲底材本身，而在此一情況下，包層用板材係置 Φ 於底板材表面上所形成之凹陷內，如此底材之一突出部份 界定該凹陷之至少一壁且在該邊際內部並鄰接包層用板材 - 之至少該第一邊緣。該凹陷可用任何習知技術形成於底板 . 材之一表面上，例如將一板鑄造成包括該凹陷或譬如藉機 ^ 製作業將板面材料移除。 _ 在本揭示方法之某些其他具體形式中，至少一由熱強 度小於包層用材之合金構成之圍框元件予置於底板材上鄰 接該包層用板材第一邊緣與該底板材第一邊緣間之邊際內 Φ 之該包層用板材第一邊緣。 一般相信本揭示之方法可用於寬廣範圍之底材與包層 用材組合。底材可以不銹鋼（譬如T-316L不銹鋼）或碳 鋼如同非限制性實例。 一般而言，有用之包層用材必須不於熱作溫度熔化， 且較佳爲亦具有類似底材在熱軋溫度範圍內之熱作能力。 可能之非限制性包層用材實例包括鎳（可能包括殘留雜質 )、鎳基底合金、不銹鋼、及銅與銅合金。可能之包層用 材包括以UNS型號NO2200及UNS型號NO2201分類之商 4 1295594 用純軟鎳，可分別以AL 200 (商標）及AL 201 (商標） 合金購自賓州匹茲堡之Allegheny Ludlum公司。此等鎳 ‘僅在規格所容許之最大碳位準（AL 200合金爲0.15重量 %碳，而AL201合金爲0.02重量％碳）上不同。此外， 此二種鎳各具有下列重量百分比之典型組成：0.02銅、 0.05鐵、0.02錳、0.05矽、0.002硫及餘量之鎳加鈷。 本揭示方法之某些具體形式可進一步包括將熱軋熔接 φ 總成時所形成之熱軋帶退火，及冷軋該熱軋帶以提供具有 所需號規之包層條料之步驟。在某些具體形式中，冷軋該 • 熱軋帶可包括二或更多不同之冷乳步驟，而冷軋條料亦可 . 在各接連之冷軋步驟中間予中間退火俾消除材料內之應力 ^ 。該一或更多退火步驟可例如爲習用退火或光亮退火。其 ” 他步驟可如冶金業界已知者執行以提供具有所需形式及所 需特性之包層條料。 在本揭示方法之該邊際內材料非底材之一突出部份之 φ 具體形式中，提供於該邊際內之圍框材料可由任何熱強度 大於包層用材且適合應用於該熔接總成之加工步驟之合金 構成。舉例言之，當應用本發明方法之一具體形式於一種 由T-316L不銹鋼與包層用鎳材所構成之底質時，圍框材料 可爲T- 304L不銹鋼。 在本揭示方法之某些具體形式中，熔接總成之熔接部 爲於該熔接總成內提供一介於包層用材與底材間之實質氣 密空間。在此種情況下，該方法可在熱軋熔接總成之步驟 前包括將空氣自該介於包層用材與底材間之氣密空間排成 5 1295594 之步驟。 本揭示之方法有用於提供單包層或多包層之底材。該 ‘方法之一非限制性應用將爲生產雙包層產品，其中各包層 可爲相同或不同之材料。包層產品可設計成呈現由底材及 一或更多包層用材所獻之有效性質。舉例言之，雙鎳包層 不銹鋼條可呈現由不銹鋼心材所獻之優越強度性質及由鎳 包層所獻之優越耐腐餓性質。 | 本揭示之一額外方面係針對一種生產包層不銹鋼之新 穎方法，其中該方法包含熱軋一熔接總成以提供熱軋帶。 該熔接總成係藉由在一不銹鋼板上置放一包層用合金板材 予以提供，其中包層用板材之至少一第一邊緣不伸及不銹 鋼板之一第一邊緣，從而提供一在不銹鋼板上之邊際。在 該邊際內提供至少一圍框元件鄰接該包層用板材第一邊緣 ，並將包層用板材及不銹鋼板熔接於該圍框元件。該圍框 元件係一熱強度大於該包層用材之合金。熱軋期間，該圍 Φ 框元件抑制包層用材擴展至不銹鋼以外。該方法隨意進一 步包含在一或多階段中將該熱軋帶退火，及冷軋該熱乳帶 以提供具有所需號規之包層條料。 不銹鋼板及包層用板材可由任何合宜之不銹鋼類型構 成。作爲非限制性之實例，且由上述各具體形式所注意到 ，不銹鋼板可由T-316L、T-316 、T- 304L、或T- 304不銹 鋼或任何其他沃斯田不銹鋼構成，而包層用材可爲鎳、鎳 合金、銅、銅合金或不銹鋼。圍框元件材料係部份基於按 照包層用材之熱強度所需之必要熱強度加以選用。可能之 6 1295594 非限制性圍框元件材料實例包括Τ-31 6L不銹鋼、Τ- 3 04不 銹鋼、或任何沃斯田不銹鋼、鎳基底超耐熱合金、及鈷基 底超耐熱合金。更攏統言之，合宜之圍框材料包括熱強度 大於包層用材、且可於所採用熱軋溫度熱作、且所具熱膨 脹係數類似熔接總成內其他材料者，俾不出現顯著之應力 而造成熔接失敗。 在某些具體形式中，包層用板材之長及寬分別小於底 板材之長及寬。包層用板材係置於不銹鋼板之一表面上， 使包層用板材與不銹鋼板之各邊緣隔開，故而一邊際環繞 不銹鋼板之整個周邊延伸。一或更多圍框元件置於該邊際 內圍繞包層用板材之整個周邊。 如上所注意，本揭示之方法可應用於生產多包層產品 ，譬如雙包層產品。在產品爲雙包層產品之情況下，熔接 總成可藉由在底板材譬如不銹鋼之每一相反表面上置放一 .包層用合金板材予以提供。各板之安排爲使各包層用板材 之至少一第一邊緣不伸及不銹鋼板之一第一邊緣，從而提 供一在不銹鋼板之每一相反表面上之邊際。在該邊際內各 鄰接該包層用板材第一邊緣處提供至少一由熱強度大於該 包層用材之合金所構成圍框元件。將包層用板材及不銹鋼 板各熔接於該等圍框元件。 本揭示之又一方面係針對一種用於生產包層不銹鋼之 方法，其中該方法包括熱軋一熔接總成以提供熱軋帶。該 熔接總成包括一不銹鋼板熔接於一爲合金之包層用板材。 包層用板材係置於不銹鋼板之一表面上之凹陷內，如此不 7 1295594 銹鋼板之一突出部份界定該凹陷並圍繞包層用板材之周緣 。該不銹鋼板突出部份在熱軋期間抑制包層用材擴展至不 銹鋼之一邊緣外。該方法隨意進一步包括將該熱軋帶退火 ，及冷軋該熱軋帶以提供具有所需號規之包層條料。在將 該方法應用於生產雙包層產品之具體形式中，熔接總成包 括二包層用合金板材。將每一包層用板材置於不銹鋼板各 相反表面上之一凹陷內，如此不銹鋼板各相反表面上之一 不銹鋼板突出部份界定該不銹鋼板特定表面上之凹陷並圍 繞該凹陷內所置放包層用板材之周緣。 本揭示之一進一步方面係針對一種雙包層不銹鋼條之 製法。該方法包括以一程序提供一熔接總成，該程序包括 將一由鎳及鎳合金中選出之包層用板材置於不銹鋼板各相 反表面上之凹陷內，如此不銹鋼板各相反表面上之一不銹 鋼板突出邊際界定該表面上之凹陷並圍繞該凹陷內包層用 板材之周緣。將各包層用板材熔接於該鄰接之不銹鋼板突 出邊際。將該熔接總成熱軋成一熱軋帶，而該不銹鋼板突 出部份在熱軋期間抑制該凹陷內包層用材擴展至不銹鋼以 外。將該熱軋帶可續予冷軋成所需之號規。 本揭示額外針對各種製成製品之方法，包括以本揭示 中所述之任何新穎方法提供包層產品，及將該包層產品製 成該製品。可以此等方法製成之製品包括例如化學貯液槽 、煙囪、電池、管材、熱交換器、油氣管路、化學品槽、 "' - · — - - — + - - * - - — — — . - ... 及烹飪器皿。 本揭示之又一額外方面係針對依本揭示所述製法且有 8 1295594 用於製成包層產品之熔接總成。 本揭示提供包層條料及其他包層產品之新穎方法無需 使用真空爐或爆炸性包層設備。因此，本發明方法相對於 以上背景一節中所述舊法程序提供複雜性及成本上之各項 優點。 閱讀者在考量下列本發明各具體形式之詳述時將認知 本發明之以上細節及優點以及其他。閱讀者亦可在作成及 /或使用本揭示內所列示方法及/或裝置時領會本揭示之 各項額外細節及優點。 【簡要圖說】 圖1爲本揭示生產包層產品方法之一具體形式之一覽 表。 圖2爲本揭示熔接總成之一具體形式之示意透視圖， 其中總成包括一底板材、各包層用板材、及多數個圍框元 件。 圖3爲本揭示熔接總成另一具體形式之示意俯視圖， 其中總成包括一機製成包括一凹陷及邊際圍框之底板材， 且其中一包層用板材予置於該凹陷內。 圖4爲由圖3總成上Y-Y線所取之示意橫斷面視圖。 圖5爲由圖2總成上X - X線所取在熱軋成適合冷軋之 號規後之示意橫斷面視圖。 圖6爲由圖3總成上Y - Y線所取在熱乳成適合冷軋之 號規後之示意橫斷面視圖。 圖7爲圖5熱軋熔接總成在修整包括熔接部及圍框元 1295594 件在內之各邊緣後之示意端視圖。 圖8爲一由圖1總成所製包層產品之成品示意橫斷面 視圖。 圖9爲依據本揭示方法之一具體形式所構作總成之一 具體形式之照片。 圖1 0爲圖9總成之照片，其中總成之各元件已相熔接 以提供一熔接總成。 圖11(a)及（b)爲圖10熔接總成在熱軋後相黏結底質 層與包層之界面區域顯微照片。 圖12爲由本揭示方法之一具體形式所生產熱軋帶上一 區段之照片。 圖1 3爲依據本揭示方法之一具體形式所構作總成之另 一具體形式之照片。 圖1 4爲圖1 3總成之照片，其中總成之各元件已相熔接 以提供一熔接總成。 圖15爲依據本揭示方法之一具體形式所構作熔接總成 之一額外具體形式。 圖1 6爲本揭示總成之一心板具體形式之示奪視圖。 【本揭示具體形式詳述】 本揭示發明之各具體形式有關各種將合金底質之一或 更多表面包以包層用合金材料之方法。本揭示之發明特別 有用於一或更多包層用材之熱強度低於底材之際。 本方法之各具體形式可用冶金業界普通技術人士已知 之熔接、熱軋、冷軋及退火技術與設備予以執行，但該方 10 1295594 法包括前此未曾用以生產包層合金之各種特色。舉例言之 ，此等具體形式採用各種新穎之技術以於熱軋期間制約較 低熱強度包層用材之擴展。 如下進一步說明，本揭示方法之某些具體形式涉及提 供一包括底板材及包層用板材之熔接總成，使一萬更多包 層用板材被熱強度高於包層用材之材料 >圍框"。然後使 熔接總成接受合宜之加工步驟組合，包括熱軋、冷軋及隨 意之退火，以使包層用材黏結於底材以及獲得包層產品之 所需尺寸及冶金與機械性質。在熱軋期間，將包層用材圍 框之材料抑制包層用材擴展至底材外，從而在熱軋期間將 包層用材保持於正確位置及保持所需之材料厚度範圍。因 此，將包層用材於底材四周適當圍框可提供高位準之尺寸 控制，俾包層產品成品符合要求之尺寸特性。 如本文中所用，> 合金〃意指純質金屬及包括偶發雜 質及/或刻意添加之金屬及/或非金屬之金屬。 如本文中所用，〜板"意指具有大致多邊形或直線形 周邊、具有長度與寬度、且包括較小厚度之構造。 如本文中所用，&熱強度〃意指材料在熱軋蹲度（例 如輥軋包鎳不銹鋼時典型爲1 700至2400°F )時之降伏強 度。 本發明方法之一具體形式包括槪略示於圖1之各步驟 。該等步驟爲（1)提供一適合生產所需包層產品之熔接總 成；（2)於高溫輥軋該包層套組將該套組壓縮以使包層套 組內各板在其等之界面黏結（加包層）；（3)將中間號規 11 1295594 之加包層材料厚度減爲最終所需號規；及隨意之（4)將產 品退火獲致所需冶金及機械性質。此等步驟進一步說明於 ‘下。 在圖1方法之第一步驟中，將一待包層之板形或其他 形狀之合金及一或更多板形或其他形狀之包層用材（包層 用板材/形狀可爲相同或不同之材質）組配並熔接以'形成 一堆疊式配置，然後予相熔接。此一熔接配置在本文中稱 φ 爲〜熔接總成〃俾易於指稱。舉例言之，如圖2中所示， 在本揭示之一生產鎳/不銹鋼/鎳雙包層產品之具體形式 ~ 中，總成1 〇係藉由在一第一較薄號規之20 1型鎳板1 4 - (UNS 02201 )與一第二相同之板（未顯示）間置放一由 316L型不銹鋼（UNS S3 1 603 )(”T-316Ln)構成之板12所形 ' 成。鎳板14之正面長度（"L")及寬度（"W”）小於不銹鋼 板12之對應尺寸，如此可將一由若干長度之304型不銹 鋼（UNS S30400 ) ("T- 304 ”）桿料16構成之、、圍框〃置於 φ 各鎳板14四周。該圍框材料所具熱強度大於包層用材之 熱強度。不銹鋼桿料16具有大致相同於鎳板14之厚度， 直接抵住鎳板14之四個邊緣中每一個置放，且直接留置 於不銹鋼板12之相反表面上。各個桿料16元件之選用爲 使其等之外緣與不銹鋼板12之外緣實質上平齊排列。桿料 16寬度之選取爲使圍框材料之熱強度大於包層用鎳材之熱 強度，並在熱加工期間制約較軟之鎳材。 在總成1 〇之各元件予組配後，用不銹鋼熔塡金屬在該 ^組各側上二暴露之接縫附近將該總成電弧完全相熔接。 12 1295594 一介於一鎳板14與周圍不銹鋼桿料16間之第一接縫20同 樣存在於包層套組1 〇之二側（圖2中顯示其一側）。一爲 ‘屬不銹鋼板12與不銹鋼桿料16間周緣接縫之第二接縫22 亦同樣存在於該包層套組之二側上。圖2以示意方法描繪 每一此等接縫與一方槽之對頭式熔接接合。如業界所知，. 待熔接各元件之邊緣上亦可機製出或以其他方式形成斜面 ，以輔助獲致熔塡金屬之適當滲透。又，雖然該總成熔接 | 之特定方式係就本具體形式加以說明，但任何將一總成之 各元件相熔接之合宜方式均可使用。舉例言之，在某些具 體形式中，可使用不連續熔接將總成之一元件連接於另一 總成，而此可減少熔接步驟相關費用。 一旦熔接於定位，形成圍框之不銹鋼桿料1彳在熱軋期 間抑制較低熱強度之包層用鎳材擴展至不銹鋼底材以外。 此在整個生產程序中輔助包層用材置於正確位置及維持不 銹鋼心層與鎳包層厚度之所需比例。雖然各圍框元件在此 φ 實例中爲不銹鋼桿料之形式，但一般均將了解此等圍框元 件可爲任何熱強度大於包層用鎳材且適合在熱軋期間抑制 包層用材擴展至底材以外之替用材料。 圖3以示意方法描繪一依據相發明構作之替用熔接總 成11 0之俯視圖。圖4以示意方法描繪一由圖3總成11 0 上Y-Y線所取之橫斷面。將T-3 16L不銹鋼板112部份.夾於 可由例如UNS N0220 1鎳構成之各包層用鎳板1 14間。不銹 鋼板112接受機製或其他材料移除程序，或予鑄造或鍛造 ，俾在不銹鋼板112之二側包括一突出邊際圍框116 。該 13 1295594 圍框界定一所具尺寸適合接納一鎳板114之凹陷。一般將 了解，圖4顯示在不銹鋼板112相反表面上由圍框116所 (界定凹陷內定位之二者包層用鎳板114。圍框11纟係不銹 鋼板112之一突出部份並將各不銹鋼板112之周邊圍框。 在各鎳板114與不銹鋼圍框116間之接縫包括接縫118用 不銹鋼熔接金屬線熔接。該熔接總成設計具有無需桿料或 其他圍框元件之優點，因T-31 6L不銹鋼心材亦槔供在包層 φ 用材四周之圍框功能。此外，該替用設計需要較少於圖2 設計之熔接工作。 、 在圖1方法之第二步驟中，熔接總成予加熱至高溫並 . 藉熱軋壓縮至一中間號規，從而形成一熱軋帶或條。熱軋 導使圖2-4中所示熔接總成內之三塊板於其等界面相黏結 ' 。圖2中之熔接總成可例如在標準爐內之空氣中加熱至合 宜之高溫，然後立即在生產鋼所用標準熱軋機上輥軋。在 一具體形式中，經加熱總成1 0在可逆軋機上前後輥軋，直 φ 到其溫度減至不能再以此方式輥軋時爲止。若必要，經壓 縮而伸長之總成1 0於是可再加熱至高溫，並再次於可逆軋 機上熱軋以進一步減小其號規。可採用一系列之再加熱及 熱軋步驟，直到包層套組厚度減至所需厚度或適合冷軋之 厚度爲止。 圖5爲由圖2熔接總成1 0上X - X線所取在熱軋至一合 宜中間號規後之示意橫斷面視圖。熱軋工作將熔接總成1〇 之不銹鋼板12及鎳板14壓縮成圖5所示中間號規產品20 之較薄號規不銹鋼心層26及鎳包層28。圖5中，不銹鋼桿 14 1295594 料16壓縮成較薄號規不銹鋼圍框區域30,而經壓縮之各熔 接區域32插置於若干層之間。不銹鋼與鎳材之界面在圖5 <之示意視圖以及以下所說明圖6與7中係以虛線顯示。 圖6爲由圖3熔接總成11 0上Y-Y線所取在熱軋至一 合宜中間號規後之示意橫斷面視圖。熱軋工作將熔接總成 110之不銹鋼板112及各鎳板114壓縮成圖6所示中間號 規產品120之較薄號規不銹鋼心層126及各鎳包層128 。 | 不銹鋼桿料116亦壓縮成較薄號規不銹鋼圍框區域130 ， 而經壓縮之各熔接區域132插置於包層產品二正面上之不 銹鋼圍框區域130與鎳包層128之間。 圖5及6所示現爲單一件之中間號規加包層材料可予 修整以移除各邊緣，分別包括經壓縮之不銹鋼圍框區域30 、130以及熔接區域32、132。圖7爲由圖2熔撵總成10 上X-X線所取在熱軋至中間號規後及在以圖5中所示修整 線修整後之示意橫斷面視圖。修整工作僅留下所希欲之不 Φ 銹鋼心層26與鎳包層28相黏結。顯然，中間號規產品120 之各元件槪略橫斷面配置一旦修整後將類似圖7所示之配 置。 , 繼修整後，圖7之中間號規產品20可於空氣中退火或 光亮退火以消除應力。然後可將各相反鎳表面36噴拋處理 及酸洗，以移除氧化皮及提供適合冷乳至最終號規之表面 狀況。若氧化皮輕微，可能可予酸洗而無需噴拋處理。 圖1中所略述方法之第三步驟涉及將前一步驟之所形 成中間號規產品之厚度減小，及在有需要時退火以獲得所 15 1295594 需冶金及機械性質。使用一或更多冷軋序列，其中每一冷 軋序列均包括一將材料冷乳之步驟，隨意繼以一將材料退 火以消除應力並使材料軟化供次一冷軋序列用之步驟。若 在一特定冷軋序列中將材料於空氣中退火，則在次一冷軋 序列前可能有必要將材料酸洗或噴拋處理以移除其上形成 之任何氧化皮。反之，若在一特定冷軋序列中將材料於無 氧化作用之惰性蒙氣譬如氫蒙氣中退火，則材料上之氧化 | 皮爲可忽略且無需噴拋處理或酸洗。各冷軋序列可重複直 到材料減至所需之最終號規爲止。加包層材料可在氫或另 一惰性蒙氣中接受最終退火，以獲得所需機械性質，而表 面實質上無氧化皮。 一使用圖1中以示意方式顯示之方法所形成之最終產 品爲片料產品，包含一合金底質（例如T - 3 1 6L不銹鋼）， 其相反表面上各包以一賦與所需耐腐鈾性及/或其他所需 性質之材料（例如鎳）。圖8爲一成品40之示意橫斷面， φ 其中不銹鋼心層42夾於各鎳包層44間。 雖然以上用以例示圖1所示方法之例示性具體形式係 針對生產雙包層產品，但一般均將了解申請專利範圍第1 項之方法同樣有用於生產單包層產品，亦即僅在底材之單 一表面上加包層之產品。一般亦將了解，圖2-8之各示意 性描繪僅係提供以更清楚例示本揭示各方法之某些非限制 性具體形式，故可能不描繪如同存在於商用規模程序中之 各元件真實相對尺寸。舉例言之，包層厚度可能相對於實 際軋機規模程序中底質層厚度爲顯著較薄。 16 1295594 圖1具體形式之一顯著優點爲該方法無需如以上背景 一節中所述用於舊有方法中之將經組配之各材料輥軋成緊 (實捲料或使用真空爐將經組配之各材料加熱及黏結。雖然 待黏結之各材料在本揭示之包層方法中必須加熱至高溫， 但一般相信包層程序期間之材料黏結實際上更像輥軋期間 所獲致高界面壓力之結果。圖1之具體形式亦無需使用複 雜且昂貴之爆炸性黏結設備將各材料黏結。 I 雖然以上說明及以下實例提及或涉及將鎳包於不銹鋼 底質上，但一般均將了解本揭示之各方法不受此限。一般 相信，圖1之方法及，更攏統言之，本揭示之新穎方法可 適用於生產寬廣種類之單包層及多包層合金底質。又如上 所注意，本揭示之方法特別有用於生產各種包層產品，其 中包層用材之熱強度低於底材。當輥軋堆疊之高熱強度底 板材及較低熱強度包層用板材時，較低熱強度材料會在熱 軋經組配之各材料時傾向於擴展至較高熱強度材料之尺度 Φ 外。在此種情況下，在介於本揭示方法之熔接總成中包層 用材與底材各相鄰邊緣間之邊際內所提供之較高熱強度材 料，不論是否爲底材之一部份，則在熱軋期間抑制包層用 材之擴展至底材邊緣以外。 一般而言，可用本發明方法生產之非限制性包層產品 實例包括如下：包層板料、包層條料及包層片料。包層產 品可進一步加工成各種製品。又，雖然以上說明及以下實 例係針對將包層黏結於底質之每一相反表面之雙包層產品 ，但本揭示之方法可適用於生產單包層或多包層產品，且 17 1295594 此等產品可進一步加工成各種製品。如上所注意，可由使 用本揭示方法所製單包層及/或多包層產品製成之製品實 ‘例包括（但不限於）化學貯液槽、煙囪、電池、管材、熱 交換器、油氣管路、化學品槽、及烹飪器皿。其他可用本 揭示方法製成之產品及製品對冶金及製造業界普通技術人 士而言，將在考量本說明時成爲明顯，且此等人士可適當 修改本揭示之方法而無需過度實驗。 | 本揭示方法中組配成熔接總成之各種底質、包層及圍 框元件（若不同於底質）之絕對及相對尺寸係予選擇以提 供合宜尺寸之包層產品成品。以下爲本發明某些非例示性 具體形式之實例。下列實例中所述各種元件之絕對及相對 尺寸係就一特定之應用加以選擇，故僅反映該方法各特定 具體形式之若干非限制性實例。更撤統言之，視包層產品 之特定意圖應用而定，可以類似以上說明及以下實例中所 用之方式產生任何寬度廣範圍之包層產品成品厚度及厚度 Φ 比例。在實施下列實例時所探究之方面包括在熱軋期間抑 制包層流動達非所希欲之程度，在冷軋期間將包層及底質 層合宜退火，在退火期間防止於包層表面上形成過量之銹 皮，以及在組配熔接總成之各元件前噴拋處理及酸洗作業 移除非所希欲銹皮之能力。 【實施例】 實例1 製備一熔接總成以生產雙鎳包層不銹鋼。該總成包含 一夾於二1/2至3/4吋厚鎳（UNS 02201)板間之2至2又 18 1295594 1/2吋厚T-316L不銹鋼板。該鎳蓋板之長度及寬度小於不 銹鋼心板，而各鎳板置於不銹鋼心板各正面之中央。如此 ' ，圍繞心板各正面之周邊留出一不被置於正面上之蓋板覆 蓋之邊際。將一由1/2x1/2吋厚T-3 04不銹鋼桿料構作之 圍框置於心板各正面上之邊際內，圍繞各蓋板之周緣。不 銹鋼圍框係意圖在熱軋期間a堵塞"熱強度較低（故而較 易流動）之鎳，並在熱軋期間整個總成厚度減小時抑制或 φ 防止鎳材流動至心板材之各邊緣外。各板厚度之選擇部份 爲使可用於試驗之輥軋設備可容納整體總成厚度。 - 該總成予構作及加工如下。將二鎳蓋板切成在各元件 . 組配時於其等邊緣與T- 304不銹鋼圍框元件各相反邊緣間 * 留出一 1 / 2吋之間隙。此示於圖9之照片，其中總成2 1 0 _ 包括一鎳蓋板212置於T-316L不銹鋼板上介於舞T_3 04不 銹鋼圍框元件2 1 6間，而留出一圍繞蓋板2 1 2之1 / 2吋間 隙2 1 8 。該1 / 2吋間隙係提供以於熔接期間增加熔塡金屬 φ 之滲透。各圍框元件216在介於該等繞行總成周線之各元 件間之暴露界面處用1/6吋直徑ER308熔接金屬線及98% 氬/2 %氧之遮蔽氣體予MIG熔接於心板214 。各圍框元 件216藉由使用3/32吋直徑INCO 92 (商標）ERNiCrFe-6 熔接金屬線及95%氬/2 %氫之遮蔽氣體塡充介於該等元 件間之1/2吋間隙亦予個別MIG熔接於其鄰接蓋板212 。 完成之熔接總成230示於圖10。 該熔接總成在爐內加熱至20 50°F，並熱軋使其厚度由 原始之3吋減至0.401吋。該總成在熱軋前不予排氣。圖 19 1295594 11(a)及（b)中所示熱軋總成之橫斷面顯微照片透露鎳/ T-316L不銹鋼之二者界面完全以一大體極潔淨之界面黏結 (。然而，鎳/T-316L不銹鋼界面偶有區域包括顯著之包陷 氧化皮。當時不清楚究竟該包陷之銹皮係在熱軋前埋入板 表面，於熱軋期間因熔接總成內存在空氣致予形成，或者 因二者因素之結合以致存在。 自熱軋之包層套組總成切出二段，並將第一段再加熱 φ 至2050°F而第二段至2200°F。然後將各再加熱段熱軋，使 第一段達0.142吋而第二段達0.125吋。然後修整各熱軋 段以移除圍框材料及熔接金屬堆，以使唯一留下之材料爲 . 鎳/T-316L不銹鋼/鎳。該疊層之金相檢驗透露所有各層 均保持適切黏結。 • 以下所論述之退火硏究指出，於1 950°F退火5分鐘足 以使各熱軋段軟化供後續冷軋之用。因此，用下列冷軋/ 退火序列於1 950°F將圖12所示熱軋雙包層材料之一 0.142 φ 吋厚之3x14吋工件退火五分鐘，然後冷軋至（^013吋最 終號規。 0.142 吋— 0.078 吋（45% 減量） 1 於1 950°F空氣中退火3分鐘，噴粒處理，10%硝酸/2 % 氟化氫酸洗 1 0.078 吋—0.043 吋（45°/。減量） 20 1295594 於1950 °F空氣中退火3分鐘，噴粒處理，10%硝酸/2 % 氟化氫酸洗 0.043 吋— 0.024 吋（45% 減量） 1 於1 950°F空氣中退火3分鐘，噴粒處理，10%硝酸/2 % 氟化氫酸洗 0.024 吋—0.013 吋（45% 減量） ' 冷軋期間之任何單一乳輥道次均被限制於約0 · 005吋 • 減量俾限制應力及減少剝離之風險。在任何冷軋序列期間 未觀察到剝離或邊緣裂痕。爲調理0 · 0 1 3吋最終號規材料 ^ 之表面，可使用噴拋處理及酸洗作業。 對本實例1中熔接總成之每一加工階段測量鎳包層之 百分厚度，俾評估鎳適切保持包含於T-304不銹鋼圍框內 φ 之程度，亦且測定退火期間氧化皮之形成是否消耗過量之 鎳包層。鎳層厚度自其原始量（每側1 6 · 5至1 7%之整體總 成厚度）至經過第三冷軋/退火循環皆保持相當恆定。各 鎳包層在最終冷軋序列期間變較薄，而最終號規材料每側 所具鎳包層厚度約爲整體包層產品厚度之15% 。 爲避免噴拋處理及酸洗期間材料變形之風險’可使用 在氫中光亮退火替代以上冷軋系列中之空氣中退火，並對 該材料提供其最終晶粒尺寸及機械性質。爲評估光亮退火 之使用，於1500 °F、1600 °F及1700 T將最終號轉（0.013 21 1295594 吋）冷軋材料之各個1x1吋樣本光亮退火各達i、2及3 分鐘之溫度上時間。光亮退火顯然在雙包層樣本上提供可 '接受之無銹皮表面。對光亮退火樣本執行金相術以測定何 種顯微組織產生自該九種溫度-時間組合。使用ASTM比較 法，所有九個樣本上之鎳層均明顯在金相學上相似，各層 均完全再結晶、具有顯著之晶粒生長、且晶粒尺寸約7又 1/2至8。經觀察，僅光亮退火到至少1 600°F達至少2分 φ 鐘之樣本完全再結晶。各完全再結晶之不銹鋼心層具有約

爲ASTM 11之晶粒尺寸，而光亮退火到1 700°F達3分鐘之 ^ 樣本顯然具有最均質之顯微組織。光亮退火樣本之T-31 6L - 心層平均維克氏顯微硬度爲178。 考慮先前光亮退火之各項結果；在1 700°F氫中將得自 ^ 本實例之冷軋態最終號規材料之一 3 xl2吋工件光亮退火 3分鐘。由此材料壓印出二抗拉試驗樣本，並評估降伏強 度、最終抗拉強度、及百分伸長率。此等性質之平均試驗 φ 値分別爲 40.7 ks i、86.6 ks i 及 48.7% 。 實例2 製備一實質相同於實例1中所構作之熔接總成。如同 實例1之總成中，在各鎳蓋板邊緣與不銹鋼圍框材料各邊 緣間留出一 1 / 2吋間隙。爲於輥軋期間提供對抗各蓋板之 任何側向移動之額外支承，但仍然容許包層用材有流動之 空間，乃於該等圍框元件內設計二短端壩，使每者均包括 二個與鄰接蓋板平齊對合之1/2吋突耳。此一配置示於圖 13，顯示總成310之一表面，其中鎳板312及T-304不銹 22 1295594 鋼圍框元件314、316係置於T-316L不銹鋼板318上。相 反之圍框元件314包括與鄰接蓋板312平齊之突耳3 20。 ’然後，以一類似實例1總成之方式將鎳蓋板及圍框元件314 、3 1 6熔接於不銹鋼心板3 1 8上定位。該熔接總成之一表 面示於圖1 4。 然後，將本實例之熔接總成加熱至20 5 0°F並自其原始 之3吋厚度熱軋減低至0.400吋。該總成在熱軋前不予排 φ 氣。在熱軋材料上執行之金相分析顯示鎳/ T- 316L不銹鋼 界面類似以實例1熔接總成所生產者，雖然該熱軋帶之一 - 端在鎳與不銹鋼心材間包括一淺剝璃區。將該0.400吋工 — 件之一段再加熱至2050°F並熱軋至0.143吋。 ‘ 在多個0.143吋熱軋材料樣本上進行退火硏究，以探 • 查適合在冷軋前將熱軋材料之溫度及時間。於1 950°F將五 對2x3吋熱軋材料樣本退火2、5、8 、14及20分鐘。於 1950°F退火5分鐘之樣本明顯在T-316L心層及繹包層二者 φ 之內產生完全再結晶之顯微組織，而各層內無過量之晶粒 生長。 奮例3 對以上實例1及2總成之觀察指出，鎳蓋板材在熱軋 減量期間未流過不銹鋼圍框且被完全制約在圍框內。因此 ，該介於各蓋板與各圍框元件間之1 / 2間隙在本實例3之 總成中被消除。一般相信此種設計可提供較高之雙包層材 料收量，由於不含間隙之蓋板可覆蓋較大百分率之心板表 面寬度。圖15顯示實例3之熔接總成410，其中蓋板412 23 1295594 熔接於相對接之圍框元件4 1 6，而圍框元件4 1 6熔接於心 板414。如圖15所示，水管420熔接於一在該2吋厚心板 (414之側邊之排氣孔。該排氣孔通入心板414內並與一完 全鑽過心板4 1 4、開口在心板4 1 4之二正面上被f板4 1 2 覆蓋之鑽孔垂直交叉。如此，該排氣孔及水管4?0與介於 心板414及蓋板412間之各空間成流體連通。在熔接總成 4 1 0內之大部份空氣經由管420排出，而後在熱軋前將總 φ 成4 1 0內之排氣孔熔封。 已排氣之熔接總成於2050°F熱軋至0.402吋，繼而再 • 加熱至2050°F並熱軋至0.138吋。在每一種厚度之材料上 . 進行金相分析。經檢驗之各樣本顯示鎳/ T- 316L不銹鋼界 面完全黏結，而無空隙或大氧化夾雜物之痕跡。此等樣本 * 顯現之夾雜物在數量、尺寸、及分布上極類似於實例1及 2熔接總成之熱軋樣本中所見者。此指示在各心/包層界 面所發現之夾雜物非因熔接總成內存在空氣所致，反之卻 φ 來自熔接總成構作前存在於各接觸板面上之銹皮。因此， 依據本揭示方法之各具體形式構作之熔接總成顯然不必在 熱軋前排氣。循此亦知，以表面硏磨及/或其他表面製備 技術製備各板材表面以移除表面銹皮乃屬重要。當然，由 此種表面製備獲致之優點將取決於所用各板材之組成與狀 況，而某些板材可例如由更有可能發展出腐蝕問題之材料 構成。 實例4 鑑於冷軋安排計畫之成功用於實例1中生產之熱軋材 24 1295594 料，故在一具有與實例1實質相同構造之熔接總库上測試 一更挑戰性之冷軋計畫。經觀察，由以上各實例之經排氣 及未經排氣總成所生產熱軋產品中不銹鋼心/鎳包層界面 之氧化夾雜物程度無顯著之差異。因此，實例4之包層套 組總成不予排氣。

於2 0 5 0 °F將熔接總成熱軋至0.4 01吋，繼而再加熱至 2 2 00 °F並熱軋至0.119吋。於1 9 50T將半數之0.119吋材 • 料（〜總成#4-A〃）退火5分鐘使其軟化供冷軋之用。其 餘半數之0.119吋材料（、、總成#4-B〃）再加熱至2200T ' ’並再度熱軋二道次將其減至0.085吋。相對於總成#1 A - 之減小熱軋帶號規將容許以較少之冷軋/退火循環到達最 終號規。總成#4 - A使用下列三個冷軋/退火循環成功冷軋 ^ 至所需之0 · 〇 1 3吋最終號規： 〇·119 吋- 0.057 吋（52% 減量）

I • 於1 950°F空氣中退火3分鐘，噴粒處理，10%硝酸/2 % 氟化氫酸洗1 0秒鐘

I 0.057 吋->〇·〇27 吋（52% 減量） i 於1 950°F空氣中退火3分鐘，噴砂處理，丨〇%硝酸/ 2 % 氟化氫酸洗4 5秒鐘

I 0.027 吋->0.013 吋（52% 減量） 25 1295594 總成#4-B之減小熱軋帶號規材料僅使用下列二個冷軋 /退火循環成功冷軋至所需之0.013吋最終號規： ' 0 · 091 吋—0 · 034 吋（60% 減量） 1 於1 950°F空氣中退火3分鐘，噴砂處理，10%硝酸/ 2 °/〇 氟化氫酸洗45秒鐘 1 Φ 0.034 吋—0.013 吋（60% 減量） 以上二序列中冷軋期間之任何單一輥軋道次均限制於 ' 約0 . 005吋及約5 %減量，俾不過度產生材料應力而冒剝 - 離之風險。對於此等限制，在總成#4-A及#4-B上實施之任 何輥軋步驟期間未觀察到剝離或邊緣裂痕，此指示相當挑 ’ 戰性之冷軋爲屬可能。得自總成#4-A及#4-B之最終號規材 料於1 700°F氫中光亮退火3分鐘，並對光亮退火材料執行 抗拉測試。 φ 亦探查可增加生產速率之更具挑戰性冷軋。將一由總 成#4-A所得0.119吋熱軋帶材料之退火及酸洗樣本冷軋如 下： 0.119 吋— 0.039 吋（67% 減量）

I 於1 9 50°F空氣中退火3分鐘，噴砂處理，10%硝酸/ 2 % 氟化氫酸洗45秒鐘 0.039 吋—0.013 吋（67% 減量） 26 1295594 於1 800°F光亮退火1分鐘 < 冷軋係以每道次輥軋約1 5%厚度減量，或約三倍於舊 法冷軋序列中之標定每道次厚度減量限値加以執行。所得 最終號規雙包層材料未顯現剝離跡相，雖然出現一些邊緣 粗糙現象。然而，由於該最終號規材料將予邊緣修整至一 所需寬度並移除圍框材料及熔接金屬堆之痕跡，故邊緣粗 • 糙現象多半不顯著。該經光亮退火、冷軋之0.013吋最終 號規雙包層材料之冶金及機械性質列示於表1。 性 質 平均試驗結果 鎳比例 1 5 · 1 % (每一側） 鎳厚度 0 · 0020吋（每一側 晶粒尺寸 ASTM 7 (鎳） ASTM 10 (T-316L) 83,900 p s i 37,200 psi 46.2°/〇 96 HV (鎳） 180 HV (T-316L) 四次彎曲試驗中 四次—無缺陷 132吋而寬爲32.5吋之3.75吋厚 Φ 抗拉強度 降伏強度 百分伸長率 硬度 彎曲試驗 實例5 由一作心材用之長爲 27 1295594 Τ-3 16L不銹鋼板構作一軋機規模熔接總成。該心板夾於二 塊長爲128吋而寬爲28_5吋之0.75吋厚UNS 02201鎳板 <間。將心板之二側機製以提供凹陷區域接納長度及寬度較 小之各鎳板。如此，T-316L不銹鋼板之一邊際圈繞或 > 界 接〃各包層用板材之周邊，從而提供一整體圍框以抑制或、 防止包層用鎳材在熱軋期間擴展至不銹鋼心材之尺度外。 各鎳板大體如以上各實例所述熔接於心材所界定之圍框。 • 然後將總成加熱至2050°F，並在軋機規模之熱條軋機上熱 軋至一中間號規熱軋帶。 _ 檢驗各熱軋帶樣本之顯微照片並顯示心層與各包層間 - 之黏結品質極佳。查看帶表面並發現爲可接受，而唯一觀 察氧基之顯著缺陷爲一位置接近條料中央之氣泡。沿熔接 ' 金屬堆與鎳包層間之熔融邊界觀察到一些不顯著之起薄片 /剝離現象。將熱軋帶冷乳、退火並準備進行展平。 實例6 φ 軋機規模之熔接總成可由一作心材用之132吋X32.5 吋（長X寬）T-31 6L不銹鋼板及作爲包層用材之二128吋 X2 8.5吋UNS 02001鎳蓋板製備。心板之厚度可爲3_75吋 ，而各蓋板之厚度可爲0.75吋，使整體總成厚度爲5.25吋 。在心板之各正面上機製出一形狀用以接納蓋板之凹陷。 圖16爲心板220之一正面示意俯視圖，顯示凹陷224、在 心板220上所留出且界定凹陷224之各壁之突出邊際226 、及自凹陷224之表面227延伸之六隻樁225。心板220 之其餘正面（未示於圖16)將具有實質相同之設計。每一 28 1295594 鎳蓋板均予機製以包括預定位置之六個鑽孔，而每一蓋板 均置於心板之一凹陷內，以使心板之六隻樁突伸過蓋板上 ^所機製之六個鑽孔。心板之厚度可爲3.75吋，而各蓋板之 厚度可爲0.75吋，使整體總成厚度爲5.25吋。各蓋板在蓋 板與心板突出邊際間之接縫及在樁與蓋板上鑽孔間之接縫 處熔接於心板。該等樁係提供以於熱軋期間進一步抑制蓋 板相對於心板之滑動。該總成予再加熱至約205Q°F，並於 • 可逆軋機上熱軋至中間號規之熱軋帶。然後，於1 900°F在 例如空氣中將熱軋帶退火達1秒鐘之溫度上時間，除銹皮 * ，隨意酸洗與表面硏磨，而後冷軋。然後，於1 900°F在例 - 如空氣中將冷軋材料退火達1秒鐘之溫度上時間，除銹皮 ，隨意再酸洗與表面硏磨’以及輥軋。將此材料光亮退火 ' ，冷軋至最終號規，而後再次光亮退火。然後在有需要時 可用伸展器展平該材料。 一般均將了解，本說明例示本發明之與清楚了解本發 Φ 明相關之各個方面。爲簡化本說明’對業界普通技術人士 爲明顯故而將無助更加了解本發明之某些方面乃未予提出 。雖然本發明之多種具體形式已予說明，但業界普通技術 人士在斟酌以上說明時將認知’本發明之多種修正及變化 形式均可加以採用。本發明之所有此等變化及修正形式均 意在由以上說明及下列申請專利範圍予以涵蓋。 29

Claims (1)

1295594 γ年乜h fuh更)正本； , · rr ιέιπ t —a · -----一―— 十、申請專利範圍： 1 . 一種生產包層產品之方法，該方法包含： 提供一包含一包層用板材置於一底板材上之熔接總 成，該底材及包層用材二者個別由合金中選出，其中在該 熔接總成內該包層用板材之周緣不伸及該底板材之周緣’ 從而提供一介於該等周緣間之連續邊際，且其中一爲合金 之所具熱強度在熱軋溫度時大於該包層用材之材料係在該 邊際內且形成一鄰接並完全圍繞該包層用板材周緣之圍 框，又其中該包層用板材之一表面大致與該圍框之一表面 共面；以及 熱軋該熔接總成以提供一熱軋帶，其中該圍框在熱軋 期間抑制該包層用材擴展至該底材外。 2 .如申請專利範圍第1項之方法，其中熱強度大於該 包層用材之材料爲該底材。 3 .如申請專利範圍第2項之方法，其中該包層用板材 係置於一在該底板材之一表面上形成之凹陷內，如此該底 板材之一突出部份界定該圍框。 4 .如申請專利範圍第3項之方法，其中該凹陷係藉鑄 造、鍛造、機製及材料移除程序中之一提供於該底板材表 面上。 5 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該底材係由不 銹鋼及碳鋼所組成集團中選出。 6 .如申請專利範圍第1項之方法，其中該底材係由T -3 1 6L不銹鋼、T- 3 16不Μ鋼、T- 304L不銹鋼及T J 鋼所組成集團中選出。 1 1295594 7 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該包層用材係 由鎳、鎳合金、銅、銅合金、及不銹鋼所組成集團中選出。 8 ·如申請專利範圍第丨項之方法，其中該包層用材係 由UNS N02 200鎳及UNS N02201鎳中選出。 9 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該邊際內熱強 度大於該包層用材之材料係由不銹鋼、鎳基底超耐熱合 金、及鈷基底超耐熱合金所組成集團中選出。 I 〇 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該邊際內熱強 度大於該包層用材之材料係由T - 3 16L不銹鋼及T - 304鋼所 組成集團中選出。 II ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該方法尙包含： 隨意將該熱軋帶退火；以及 將該熱軋帶冷軋成具有所需號規之包層條料。 1 2 .如申請專利範圍第1項之方法，其中該熔接總成之 提供尙包含將該邊際內材料熔接於該包層用板材及該底板 材。 1 3 ·如申請專利範圍第1 1項之方法，其中將該熱軋帶冷 軋成具有所需號規之包層條料包含二或更多冷軋步驟，其 中該冷軋條料在各接連之冷軋步驟中間予以退火。 1 4 .如申請專利範圍第1項之方法，其中該包層產品爲 雙包層產品，而該熔接總成包含二包層用板材，在該底板 材之每一相反表面上置放一包層用板材。 1 5 .如申請專利範圍第1或U項之方法，其中該包層用 材爲UNS N02 20 1鎳，該底材爲T-316L不銹鋼，而該邊際 1295594 內所置放材料係由T-316L不銹鋼及T-304不銹鋼中選出。 1 6 · —種生產包層不銹鋼之方法，該方法包含： 提供一熔接總成，包含 將一由合金構成之包層用板材置於一不銹鋼 板上，其中該包層用板材之周緣不伸及該不銹鋼板之周 緣，從而提供一在該不銹鋼板上之連續邊際， 將一或更多圍框元件置於該邊際內以形成一鄰 接並完全圍繞該包層用板材周緣，其中各圍框元件爲由熱 強度在熱軋溫度時大於該包層用材之合金構成，且其中該 包層用板材之一表面大致與該圍框之一表面共面，並 將該圍框熔接於該包層用板材及該不銹鋼板 二者；以及 熱軋該熔接總成以提供一熱軋帶，其中該圍框在 熱軋期間抑制該包層用材擴展至該不銹鋼板周緣外。 1 7 .如申請專利範圍第1 6項之方法，其中該不銹鋼板係 由T-316L不銹鋼、Τ-316不銹鋼、T- 304L不銹鋼及Τ-304 不銹鋼中選出之材料構成。 1 8 .如申請專利範圍第1 6項之方法，其中該包層用材係 由鎳、鎳合金、銅、銅合金、及不銹鋼所組成集團中選出。 1 9 .如申請專利範圍第1 6項之方法，其中該一或更多圍 框元件係由不銹鋼、鎳基底超耐熱合金及鈷基底超耐熱合 金所組成集團中選出。 2 0 .如申請專利範圍第1 6項之方法，其中該包層用材爲 鎳，該不銹鋼板爲Τ - 3 1 6L不銹鋼’而該一或更多圍框元件 3 1295594 爲Τ-31 6L不銹鋼及τ- 304不銹鋼中之一。 2 1 .如申請專利範圍第1 6項之方法，其中該包層產品爲 雙包層產品，而該熔接總成之提供包含： 在一不銹鋼板之每一相反表面上各置放一由合金構 成之包層用板材，其中各該包層用板材之周緣不伸及該不 鏡鋼板之周緣，從而提供一在該不錄鋼板之每一相反表面 上之連續邊際， 將至少一由熱強度大於該包層用材之合金構成之圍 框元件置於該在該不銹鋼板之每一相反表面上之邊際內以 於各該相反表面上形成一鄰接並完全圍繞各該包層板用材 周緣之圍框，以及 將該等包層用板材及該不銹鋼板熔接於該鄰接之圍 框。 22 .如申請專利範圍第1 6或2 1項之方法，其中該方法 尙包含： 隨意將該熱乳帶退火；以及 將該熱軋帶冷軋成具有所需號規之包層條料。 23 . —種生產包層不銹鋼之方法，該方法包含熱軋一熔 接總成以提供熱軋帶，該熔接總成包含一不銹鋼板熔接於 --合金包層用板材，該包層用板材係置於該不銹鋼板之一 表面上之凹陷內，如此該不銹鋼板之一突出部份界定該凹 陷並圍繞該包層用板材之整個周緣，其中在該熔接總成內 該包層用板材之一表面大致與該不銹鋼板突出部份之一表 面共面，該不銹鋼板突出部份在熱軋期間抑制該合金包層 4 1295594 用材擴展至該不銹鋼之一邊緣外’且該合金包層用材之熱 強度在熱軋溫度時小於該不銹鋼之熱強度。 24 ·如申請專利範圍第23項之方法，其中該不銹鋼板係 由T-316L不銹鋼、T-316不銹鋼、T- 304L不銹鋼及T-304 不銹鋼中選出之材料構成。 2 5 ·如申請專利範圍第2 3項之方法，其中該合金包層用 材係由鎳、鎳合金、銅、銅合金、及不錄鋼所組成集團中 選出。 26 ·如申請專利範圍第23項之方法，其中該包層產品爲 雙包層產品，而該熔接總成包含二合金包層用板材，每一 包層用板材各包括一周緣，每一包層用板材各置於該不銹 鋼板之每一相反表面上之凹陷內，如此在該不銹鋼板之每 一相反表面上之一不銹鋼板突出部份界定該不銹鋼板特定 表面上之凹陷，並圍繞該凹陷內之該包層用板材周緣，其 中在該熔接總成內各該包層用板材之一表面大致與圍繞該 包層用板材之該不銹鋼板突出部份之一表面共面，且其中 該合金包層用材之熱強度在熱軋溫度時小於該不銹鋼之熱 強度。 2 7 .如申請專利範圍第2 3項之方法，尙包含： 隨意將該熱軋帶退火；以及 將該熱軋帶冷軋成具有所需號規之包層條料。 2 8 . —種製作雙包層不銹鋼條之方法，該方法包含： 提供一熔接總成，包含 將一由鎳及鎳合金中選出成之包層用板材置於 5 1295594 一不銹鋼板之每一相反表面上之凹陷內，如此在該不銹鋼 板之每一相反表面上之一突出邊際界定該表面上之凹陷， 並圍繞該凹陷內之該包層用板材之整個周緣，其中該包層 用板材之一表面大致與該不銹鋼板突出邊際之一表面共 面；並 將各該包層用板材熔接於鄰接之該不銹鋼板 突出邊際； 熱軋該熔接總成以提供一熱軋帶；以及 將該熱軋帶冷軋至所需號規， 其中該包層用材之熱強度在熱乳溫度時小於該不銹鋼之熱 強度。 29 . —種製作製品之方法，該方法包含： 以申請專利範圍第1、16、23及28項中任一項之 方法製作一包層產品；以及 將該包層產品製成製品。 3〇 ·如申請專利範圍第29項之方法，其中該製品係由貯 液槽、煙囪、電池、管材、熱交換器、管路、槽、及烹飪 器皿所組成集團中選出。 3 1 . —種有用於生產包層產品之熔接總成，該熔接總成 包含一包層用板材置於一底板材上，該底材及包層用材二 者均爲個別選出之合金，其中在該熔接總成內該包層用板 材之周緣不伸及該底板材之周緣，從而提供一介於該等周 緣間之連續邊際，且其中一所具熱強度在熱軋溫度時大於 該包層用材之合金係在該邊際內且形成一鄰接並完全圍繞 6 1295594 該包層用板材周緣，該包層用板材之一表面大致與該圍框 之一表面共面。 3 2 . —種有用於生產包層產品之熔接總成，該熔接總成 包含： 一具有一周緣之不銹鋼板； 一具有一周緣之合金包層用板材，其中該包層用板 材置於該不銹鋼板之一表面上，且其中該包層用板材周緣 不伸及該不銹鋼板周緣，從而提供一在該不銹鋼板上介於 該等周緣間之連續邊際；以及 至少一在該邊際內之圍框元件，形成一鄰接並完全 圍繞該包層用板材周緣，其中各圍框元件爲一由熱強度大 於該包層用材之合金構成，且其中該圍框熔接於該不銹鋼 板及該包層用板材，該包層用板材之一表面大致與該圍框 之一表面共面。 7