耐高压钛-不锈钢爆炸复合过渡接头棒界面组织和性能研究

耐高压钛-不锈钢爆炸复合过渡接头的成功研制,使不可采用熔化焊的两种金属的连接变成为同种金属间的焊接,为工程应用解决了非常棘手的问题。通过金相、扫描电镜、透射电镜以及力学性能测试分析,结果表明耐高压爆炸复合接头棒界面为固态下的冶金结合,优化爆炸复合工艺后,接头棒界面无明显金属间化合物形成,钛侧孪晶数量与原工艺相比增多,不锈钢侧位错数量较原工艺相比明显减少,材料塑韧性得到改善,界面强度能够达到300 MPa以上,可以承受30 MPa的常温气压检验,并且70 MPa的液压试验无泄漏无变形。     

钛-铜复合棒复合界面分析

用金相显微镜和扫描电镜等对挤压 拉伸法生产的钛-铜复合棒的结合界面进行了观测分析，并对复合棒的结合性能进行了测试。结果表明，复合棒的横向结合面为波形结构，界面上没有中间形成物，拉剪强度与T2铜棒材的抗拉强度相当。     

加热对铜钛复合板界面强度的影响

研究了加热温度和时间对铜钛爆炸复合板界面结合强度的影响，试验研究结果表明：加热温度是影响界面结合强度的主要因素，加热时间为次要因素。铜钛爆炸复合板只在７００℃以下短时加热，界面结合强度牺牲较少，才可保证复合板结构件的安全使用     

扩散退火和热轧温度对钛铜界面结合强度的影响

对热挤压的钛铜复合棒进行扩散处理,研究扩散退火温度及保温时间对界面结合强度的影响,并通过测试Ti和Cu在高温下的拉伸性能来选择较为合适的热轧温度。结果表明:扩散退火可有效促进界面处金属原子的扩散和增强结合强度,当扩散退火在780～800 ℃/30 min时复合界面的结合强度最高;钛铜复合棒热轧温度应选择780 ℃较为合适,此时Ti、Cu的强度和塑性指标相近,利于热轧时的均匀变形;钛铜复合棒的热轧结合机理可用N.Bay理论、热作用机制及位错学说进行解释。     

加热温度对热轧复合钛/不锈钢板结合性能的影响

利用热模拟试验机进行了加热温度分别为800、850、900、950℃的纯钛TA2与304L不锈钢的压缩复合实验,并从中选取最佳加热温度进行了热轧复合实验。利用金相显微镜、电子探针、XRD物相分析等手段对复合界面处的微观形貌、元素的扩散及金属间化合物的种类等进行了分析研究,并对界面的剪切强度进行了测试。实验结果表明,TA2/304L界面处生成了σ相、σ′相、FeTi、NiTi和CrTi4等金属间化合物。随着温度的升高,金属间化合物层的厚度增加。界面剪切强度随金属间化合物厚度增加而减小。加热温度为850℃时,热模拟试样获得最佳结合性能,热轧复合实验获得的钛/不锈钢复合板界面的剪切强度达到215MPa。     

加热温度对热轧复合钛/不锈钢板结合性能的影响

利用热模拟试验机进行了加热温度分别为800、850、900、950 ℃的纯钛TA2与304L不锈钢的压缩复合实验,并从中选取最佳加热温度进行了热轧复合实验。利用金相显微镜、电子探针、XRD物相分析等手段对复合界面处的微观形貌、元素的扩散及金属间化合物的种类等进行了分析研究,并对界面的剪切强度进行了测试。实验结果表明,TA2/304L界面处生成了σ相、σ′相、FeTi、NiTi和CrTi4等金属间化合物。随着温度的升高,金属间化合物层的厚度增加。界面剪切强度随金属间化合物厚度增加而减小。加热温度为850 ℃时,热模拟试样获得最佳结合性能,热轧复合实验获得的钛/不锈钢复合板界面的剪切强度达到215 MPa。     

钛/铝爆炸焊界面形成机制数值模拟与试验验证

以爆炸焊制备钛/铝复合板为例，利用数值模拟再现爆炸焊瞬态成形过程，并通过试验分析爆炸焊界面特征。结果表明，由于射流的侵彻作用，沿爆轰波传播方向，钛/铝复合板结合界面由平直结合向波形结合转变。起爆点处压力较小，出现边界效应。爆炸焊撞击区极高的碰撞压力，是促使界面产生塑性变及晶粒细化的原因。高速冲击导致爆炸焊界面缺陷增多，这为原子的扩散提供了通道，从而使钛、铝在界面产生互扩散，实现冶金结合。数值模拟结果与试验结果相吻合，揭示了钛/铝爆炸焊界面的形成机制。     

钛/不锈钢爆炸焊接接头退火性能的研究

通过拉伸试验，组织分析，断口形貌分析以及焊缝显微硬度的,研究了钛／不锈钢爆炸焊接接头强度及退火工艺对焊接接头强度的影响。结果表明，钛／不锈钢爆炸焊接界面结合强度高于纯钛；退火温度低于400℃，焊接接头的强度不降低，缺口强度约为530MPa；退火温度为500℃时，焊接接头的强度显著降低，缺口强度小于420MPa。     

钛/钢爆炸复合板界面连接机理与力学行为（英文）

表征了钛/钢爆炸焊接复合板的界面组织和剪切性能,研究了爆炸复合过程的界面结合机理。结果表明,在金属板之间形成了波状界面组织,剧烈塑性变形造成钢基体发生明显的塑性流动,并在界面形成连续的漩涡特征。TEM和XRD检测证实界面存在纳米尺度的过渡层,并包含有固溶体组织和少量金属间化合物。波状界面组织改善了复合板沿爆炸方向的界面剪切强度,剪切断口显示漩涡组织发生韧性断裂特征。     

钛/钢爆炸复合板界面连接机理与力学行为

本文表征了钛/钢爆炸焊接复合板的界面组织和剪切性能,研究爆炸复合过程的界面结合机理。结果表明,在金属板之间形成了波状界面组织,剧烈塑性变形造成钢基体发生明显的塑性流动,并在界面形成连续的漩涡形貌。TEM和XRD检测证实界面存在纳米尺度的过渡层,并包含有固溶体组织和少量金属间化合物。波状界面组织改善了复合板沿爆炸方向的界面剪切强度,剪切断口显示漩涡组织发生韧性断裂形貌。     

大型不锈钢/普碳钢厚板坯的爆炸焊接

为了满足爆炸复合-轧制一体化技术的产业化要求，该文成功地进行了不锈钢／普碳钢大型厚板坯(复板厚20mm)的爆炸复合试验。试验前，首先对爆炸复合参数进行了计算和优化设计。试验结果表明，计算参数比较准确地预示了不锈钢／普碳钢大型厚板坯的爆炸焊接窗口；同时也发现，装药面积和装药厚度对炸药爆轰速度有很大影响。试验所得到的数据为不锈钢／普碳钢大型厚板坯的爆炸复合产业化提供了依据。     

EFFECT OF EXPLOSIVE CONSOLIDATION PARAMETERS ON CONSOLIDATION QUALITY

Two-dimension consolidation under the cylindrical converging shock wave has been studied.The major parameters influenced on the explosive consolidation quality are the specificenergy,detonation pressure and specific impulse.It seems to be favourable to improving con-solidation quality by a lower but slightly higher than critical detonation pressure and a highspecific impulse.     

EFFECT OF EXPLOSIVE CONSOLIDATION PARAMETERS ON CONSOLIDATION QUALITY

Two-dimension consolidation under the cylindrical converging shock wave has been studied.The major parameters influenced on the explosive consolidation quality are the specificenergy,detonation pressure and specific impulse.It seems to be favourable to improving con-solidation quality by a lower but slightly higher than critical detonation pressure and a highspecific impulse.     

爆炸烧结参数对烧结质量的影响SCIEI

用金属丝束代替粉末研究了在柱面聚合波作用下二维的烧结过程。结果表明,对烧结质量影响最大的爆炸参数是比能量、爆压和比冲量;采用略高于临界值的低爆压和高的比冲量可提高烧结质量。     

爆炸焊接不等厚度布药工艺

通过对均匀布药工艺下爆炸焊接复合板的界面波形进行理论分析，提出不等厚度布药的新工艺。并通过不等厚度布药试验和界面测试分析，与均匀布药下界面分析相比较，验证了理论分析的正确性。此工艺进一步提高了爆炸复合板的整体结合质量，同时再次降低了焊接装药量，减小了对周围环境的不利影响。     

Construction and experimental investigation of the R-δ_f-type welding window

In this study,a new R-δ_f-type welding window on charge parameters is constructed by determining the boundary conditions of the explosive ratio.The R-δ_f-type welding window synthetically considers the explosive properties and material properties,and can quickly determine the explosive charge at different welding materials with different thickness.In order to test the practicability and accuracy of the R-δ_f-type welding window,410 S stainless steel and QSA5 R low alloy steel plates were explosively welded using 15 mm charge determined by the new window.Microstructures of the bonded sections were examined and then shear tests were carried out on the bonded specimens.Microstructural examination showed the joint interface was transformed from micro wavy to small wavy appearance without microstructure defects.Shear tests results showed interfacial shear strength was much higher than that of the national first grade standard.So the R-Sj-type welding window has strong practicability and accuracy and is helpful to the practical production and application of explosive welding composite materials.     

爆炸粉末烧结机理的研究现状及其发展趋势

分析了爆炸粉末烧结技术的高温、高压、瞬时作用及其在新材料开发，特别是在粉末冶金中不可替代的特点和发展前景。从粉末材料状态方程、宏观机理和细观机理出发，综述了爆炸粉末烧结机理的研究进展。最初作为多孔材料本构模型提出的p-α模型经过不断修正已能反映孔隙的完全闭合并计入熔化效应；在宏观机理的研究上，除实验外，数值模拟已被用丁分析烧结机理及各种实际因素对烧结质量的影响；在细观机理上，综述了对爆炸粉末烧结过程中颗粒间结合机制和沉能方式的由浅入深的认识过程，简单闸述了各种沉能机制，分析了以往研究成果的不足，对其今后的发展方向进行了展望。     

爆炸焊接装药厚度可焊性窗口

通过X射线观测爆炸焊接复板的运动姿态,得出了爆轰载荷与复板的作用过程,从而提出了在爆炸焊接过程中"爆轰载荷产生的复板的最大弯矩必须大于复板材料在其动态屈服极限时的弯矩而小于其在动态抗拉极限时的弯矩,才能实现成功爆炸焊接"这一新观点,并由此得出了爆炸焊接装药厚度的上限和下限,此即为爆炸焊接装药厚度可焊性窗口.在此基础上,...     

水下爆炸焊接钢管的试验研究

进行了管与管的水中爆炸焊接连接试验，分析了试验时的工艺参数，指出水中可以使用爆炸焊接的方法对管线进行连接和修补，但必须针对具体情况调整工艺措施。