爆炸復(fù)合板以其耐蝕性和強度相匹配的綜合性能,在大面積和特殊復(fù)合材料的制備上展現(xiàn)了廣闊的前景,在壓力容器和交通運輸?shù)阮I(lǐng)域受到了廣泛的應(yīng)用。然而復(fù)合板結(jié)合界面處的不均勻性嚴重制約了其發(fā)展優(yōu)勢。本文針對304/Q245R和TA2/316L復(fù)合板進行金相、電化學(xué)、硬度、拉伸以及剪切試驗;針對TA2/316L和316L/15CrMoR復(fù)合板進行常規(guī)和低溫的沖擊試驗。通過金相顯微鏡、納米壓痕儀、力學(xué)萬能實驗機等表征手段,系統(tǒng)的研究了結(jié)合界面的層次、組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能以及電化學(xué)性能的規(guī)律及其形成機理。主要的研究成果如下:爆炸復(fù)合板結(jié)合界面具有分層次、變形程度不同且組織結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化的特征,寬度約500μm~800μm波狀結(jié)合界面貫穿覆板和基板的五個層次,如復(fù)合板碳鋼側(cè)的組織依次為細晶區(qū)、纖維區(qū)以及扭轉(zhuǎn)區(qū);不銹鋼側(cè)依次分為纖維區(qū)和變形區(qū)。在界面處均存在漩渦缺陷及絕熱剪切線組織。由于基覆板兩側(cè)組織的變形程度逐漸減弱其硬度值隨著向基覆板延伸逐漸降低。304/Q245R復(fù)合板結(jié)合界面存在前旋渦(3.14GPa)和后旋渦(7.01GPa)和絕熱剪切線(7.45GPa)。碳鋼側(cè)界面內(nèi)纖維區(qū)硬度值最高(鐵素體3.84GPa,珠光體4.74GPa);分層拉伸試驗中結(jié)合界面處強度較高(617MPa)但韌性較差,斷后伸長率(8.31%)僅為覆板的30.3%�；鍌�(cè)隨著遠離結(jié)合界面強度與塑性逐漸提高。復(fù)合板剪切強度良好為韌性斷裂且斷口位置處于波狀界面上。TA2/316L復(fù)合板不銹鋼側(cè)界面存在硬度較高的絕熱剪切線(7.16GPa)和旋渦(14.33GPa);剪切斷口在結(jié)合界面靠近波谷的一側(cè)為脆性斷裂;沖擊實驗中覆板缺口和基板缺口的平均沖擊功分別為410J和285J,相對提高了30.5%;低溫沖擊中覆板側(cè)缺口處在-50℃下的沖擊功也相對-25℃下降了17.7%,基板側(cè)缺口處-50℃時的沖擊同樣相對-25℃下降了25%。316L/15CrMoR復(fù)合板沖擊實驗中復(fù)合板缺口開在覆板側(cè)的平均沖擊功(138J)相對于基板側(cè)的下降了15.1%,低溫沖擊試驗中基板側(cè)缺口處-30℃時的沖擊功相比較于0℃和室溫的分別下降2.20%和3.40%,覆板側(cè)缺口處-30℃時的沖擊功相比較于0℃和室溫的分別下降1.82%和2.17%;且由于結(jié)合界面對沖擊的阻礙作用,試樣未發(fā)生完全斷裂且波狀界面得以機械的顯露,機械剝離結(jié)合界面中存在基板側(cè)的細晶區(qū)、纖維區(qū)以及漩渦組織,漩渦組織由側(cè)面及心部的微樹枝狀晶和胞狀樹枝晶組成。304/Q245R和TA2/316L爆炸復(fù)合板的電化學(xué)實驗表明:復(fù)合板的耐蝕性能均為復(fù)板結(jié)合界面基板;對304/Q245R進行微區(qū)SKP測試可知:結(jié)合界面內(nèi)的耐蝕性能為細晶區(qū)纖維區(qū)扭轉(zhuǎn)區(qū)。界面內(nèi)晶粒尺寸的細化導(dǎo)致晶界比增加、原子互擴散增強使得表面更易形成鈍化膜,為結(jié)合界面較基板耐蝕性能顯著提高的主要原因。
【學(xué)位單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG456.6
【部分圖文】：

圖 1.1 爆炸焊接工藝圖Fig.1.1 The process drawing of explosive welding期的研究階段，曾出現(xiàn)各種不同的機理來解釋爆爆炸焊接實際上是一種熔焊工藝，其論點是：在合界面的兩側(cè)發(fā)生熔化。并且在熔層中互相擴散屬至另一種金屬之間產(chǎn)生逐漸過渡的區(qū)域。但是劇的過渡，甚至在這樣的情況下，熔融金屬凝固粒結(jié)構(gòu)確定）仍具有局部性。這些形狀能夠很好其他的研究者[7]認為爆炸焊接是一種壓力焊，其量巨大，從而使得表面相當(dāng)清潔，并且只要在足就可以進行固態(tài)擴散過程。然而，在爆炸焊的過存在的時間極短，通常為 2-4μs，同時擴散系數(shù)也

圖 1.2 爆炸焊接技術(shù)裝配方式示意圖(a)平行法 (b)傾斜法Fig.1.2 The schematic diagram of assembly method of explosive welding technology(a)Parallel method (b)Tilt method1.1.2.2 爆炸焊接的條件為了相當(dāng)程度上的得到可靠地爆炸焊接工藝參數(shù)，需要理論與積累的經(jīng)驗結(jié)合使用。然而，相當(dāng)多的參數(shù)及它們相互之間的關(guān)系要求有一個比較系統(tǒng)的方法來確定各個參數(shù)的工作范圍。其中 El-Sobky[10]采用圖解法，給出了每個參數(shù)的上下限范圍，在此范圍內(nèi)可以得到合格的焊接產(chǎn)品。繪制這種圖解時，他們把波形的形成作為優(yōu)質(zhì)爆炸焊接的指標(biāo)。但是在某些情況下，質(zhì)量低劣的結(jié)合界面也會有波形的出現(xiàn)，而且在焊接后由于應(yīng)力波的作用在界面上發(fā)生分離。應(yīng)力波的作用是 EI-Sobky 提出的。因此通過試驗證明來判定，波的形成被認為是一個合理的準則，以用來確定各參數(shù)的范圍，也就是控制優(yōu)質(zhì)焊接件的工藝條件，從而在碰

圖 1.3 爆炸焊接工藝窗口Fig.1.3 The process window of explosive welding接金屬復(fù)合板性能表征綜述接金屬復(fù)合板概述及應(yīng)用、儲存以及軍事裝備等行業(yè)隨著科技不斷的進步也在質(zhì)量、廣用途以及低成本的材料需求應(yīng)運而生。傳統(tǒng)不了現(xiàn)代工業(yè)的需求標(biāo)準，因此，爆炸焊接復(fù)合板在未來的幾十年內(nèi)，爆炸焊接復(fù)合板將具有廣闊的應(yīng)用炸焊接復(fù)合板一直是研究者們的討論焦點。敘述可知，爆炸復(fù)合板是兩層或者多層金屬板材通過壓力焊原理）或是高溫高壓下熔融原子結(jié)合（熔化焊

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張罡;林東升;姜岳峰;;304/Q245R爆炸復(fù)合板結(jié)合界面的退火組織和硬度[J];焊接學(xué)報;2015年09期

2 姜岳峰;林東升;張罡;;TA2/316L爆炸復(fù)合板結(jié)合界面的微觀結(jié)構(gòu)研究[J];壓力容器;2015年02期

3 王寧;杜華云;安艷麗;衛(wèi)英慧;;Q235鋼表面納米化的電化學(xué)腐蝕行為[J];熱加工工藝;2014年06期

4 劉莉;李瑛;王福會;;鈍性納米金屬材料的電化學(xué)腐蝕行為研究:鈍化膜生長和局部點蝕行為[J];金屬學(xué)報;2014年02期

5 衣海龍;孫明雪;徐洋;劉振宇;;軋制工藝對Q690工程機械用鋼低溫沖擊功的影響[J];材料熱處理學(xué)報;2013年10期

6 蔡華;孔曉芳;肖榮詩;;表面狀態(tài)對2524鋁合金激光焊接組織和結(jié)晶裂紋的影響[J];中國激光;2013年02期

7 黃杏利;李平倉;郝紅衛(wèi);薛治國;;大面積銅/鋼爆炸焊接復(fù)合板結(jié)合性能分析[J];四川兵工學(xué)報;2011年09期

8 趙惠;李平倉;何曉松;周穎剛;鄧啟平;;爆炸沖擊載荷對復(fù)合板低溫沖擊性能的影響[J];塑性工程學(xué)報;2011年01期

9 丁彥軍;佟錚;李進福;藺宇龍;;NiTi合金爆炸焊接試驗分析[J];焊接學(xué)報;2010年12期

10 孫坤;程興旺;自興發(fā);劉瑞明;王富恥;;Ti-5Al-2.5Sn合金絕熱剪切帶的形成機制[J];稀有金屬材料與工程;2010年12期

相關(guān)會議論文 前1條

1 李天書;劉莉;李瑛;王福會;;316L納米孿晶不銹鋼鈍化行為研究[A];中國腐蝕電化學(xué)及測試方法專業(yè)委員會2012學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 李風(fēng)波;BFe30-1-1/16MnR爆炸復(fù)合板組織和性能的研究[D];大連交通大學(xué);2006年

2 張保奇;異種金屬爆炸焊接結(jié)合界面的研究[D];大連理工大學(xué);2005年

本文編號：2834071