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1、施压加工对爆炸复合板力学性能的影响 摘 要：文章通过爆炸复合板的金相和显微硬度分析，探讨了施压加工对不锈钢与碳钢复合板性能的影响，结果表明：该复合板具有足够高的硬度，能承受施压加工时较大的塑性变形，施压后复合板整体硬度上升，而加热只对不锈钢起到部分去应力的作用。 关键词：复合板；试压加工；力学性能 液态化学物质的存储容器和反应釜通常由耐高压抗腐蚀的材料制成，为节约成本，多采纳复合板。内壁用耐腐蚀的不锈钢，外壁用一般碳钢，通过爆炸加工复合而成。 1 爆炸法生产复合材料的原理 爆炸法生产复合材料，做为业内人士还有肯定的了解，作为外行人可能就一窍不通了。从专业角度讲，它是以民用炸药作为基础能源，通过
2、爆炸干脆使能量释放在要复合的板材上，与此同时才碰撞过程中发生各种能量转换，最终达到基板与复板的结合。通过爆炸产生的能量，爆炸焊接工艺能在金属板之间形成合金焊接层。在爆炸焊接前，需将金属表面清理干净，水平放置并固定，复板上根据肯定的依次放置一层调配好的炸药，爆炸起先时，爆轰波界面快速拂过复板表面，并在特定的条件下将复板压在下面的基板上，整个过程时间很短，没有产生热量的传递，基板也没有受到很大的加热，因此金属的性能保持不变，该工艺能在整个焊接平面上产生高强度、高韧性的合金焊接层。从上世纪73年头起先，爆炸焊接始终是异金属焊接牢靠且可行的解决方案。所形成的复合板最大优势是降低成本且保证其运用性能。
3、2 复合板的金属间结合 爆炸复合时，爆轰波可以将熔点，热膨胀系数和强度相差很大的覆板与基板坚固的粘接在一起，通过限制爆炸符合参数，界面可实现性能优良的冶金结合。金属复合界面有3种结合形式：金属间形成连续的直线结合，金属间形成匀称的熔化层，金属间形成水纹状结合。其中水纹状接合面强度较高。对不锈钢和碳钢复合界面进行金相分析视察界面的结合状况。结果表明，爆炸复合界面为良好的水纹装结合，试样力学性能好，金属间结合紧密。 复合后对板进行无损探伤，如发觉疵病，需打磨并补焊，再进行去应力退火并校平。 3 施压加工对符合界面的影响 制罐时复合板在外力作用下弯曲成形，覆板被压缩，基板受拉力作用，产生塑性变形。卷
4、成圆桶后接口处焊接而成罐体，而罐体体积较大，此时不便放入炉内进行热处理，故用乙炔焰进行去应力退火，保证焊缝不会开裂。 弯曲成形时基板断面收缩率为2.8%，宏观视察发觉基覆板间水纹状界面波峰略被压低，但界面仍保持良好的结合状态，不存在分层缺陷，爆炸复合界面具有足够高的强度，可以承受诸如压力加工产生的塑性变形。 4 施压加工前后的显微硬度改变 施压加工前后材料的性能改变可由硬度的改变反映出来，测定了施压加工前后爆炸复合板界面两侧的显微硬度，可以看出，界面旁边的硬度高一些，随着界面距离的增加硬度值下降，到肯定距离后硬度值趋于稳定，硬度上升区约为0.2-0.3毫米宽。爆炸复合时，复合界面高速碰撞产生极
5、高的压力，复合界面两侧的金属受到剧烈的压缩作用，产生猛烈的塑性变形，使界面两侧的金属产生不同程度的加工硬化，表现为界面两侧硬度上升。硬度的凹凸反映了塑性变形的猛烈程度。距界面越近，塑性变形程度越大，硬度值越高，远离界面处，材料没有发生塑性变形，硬度趋于定值。 施压加工后的显微硬度分布规律与施压加工钱一样，但硬度值普遍上升。其缘由是施压加工时复合板整体塑性变形，材料内位错密度增加，位错之间相互缠结形成胞状结构，使不动位错数量增加。造成材料的应变强化，使硬度值匀称上升。 5 加热对复合板施压加工后显微硬度的影响 施压加工时的塑性变形是材料加工硬化，塑性降低，一小部分能量以增加金属中的点阵缺陷和弹性
6、应变的形式储存在金属内，使其在热力学上处于一种不稳定的亚稳定状态，将塑性变形后材料加热，可消退残余应力，使材料的塑性得以复原，施压加工后的罐体在热处理后碳钢基板的显微硬度有所降低，因其再结晶速度较快，完全再结晶后塑性得到回复。硬度降到最低。 6 结束语 依据试验结果与分析，得出以下结论：不锈钢与碳钢复合界面结合强度很大，可以承受较大的塑性变形加工。施压加工后使复合界面波峰有所降低，但结合强度仍很大。施压加工使复合板整体硬度有所提高。由于不锈钢和碳钢的熔点有肯定的差异，对不锈钢只能部分去除应力，而碳钢完全再结晶。 参考文献 1郑哲敏，杨振声.爆炸加工与焊接技术M.北京：国防工业出版社，11011. 2刘忠清，刘凯.异种金属焊接技术指南M.北京：机械工业出版社，2000. 第4页 共4页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页