爆炸复合板
爆炸不锈钢复合板及其在石化设备上的应用
赵路遇黄维学
分类号：TG456.6 文献标识码：B
文章编号：1003-1545(2000)01-0024-06▲
目前不锈钢复合板的生产方法主要有3种：爆炸法、轧制法和爆炸－轧制法。我国目前主要采用爆炸法生产复合板，该方法生产工艺简单，使用的能源丰富，所生产的复合板性能好，已被广泛应用于石油、化工、制药、船舶、水电等行业，产生了很好的经济效益和社会效益。
1 爆炸焊接机理及工艺
爆炸焊接是一种高能率的加工技术，是一种以炸药的爆轰为能源，将两层或多层相同的或不同的金属材料结合为整体材料（复合板）的材料加工工艺。图1是爆炸焊接装置及焊接过程示意图。当炸药被引爆后，复板在炸药爆炸释放的能量驱动下加速，当速度稳定时，与基板发生碰撞，从而在碰撞点形成足够的再入射流，靠再入射流清理待结合金属表面的氧化物、氮化物、气体薄膜及附着的水分等，使金属露出活性表面。同时，金属碰撞产生的高压使金属活性表面紧密接触，通过原子间的作用力，实现两种金属间的可靠连接。
图1 爆炸焊接装置及焊接过程
1-炸药;2-缓冲区;3-复板;4-基板;5-基础;6-起爆器；7-爆炸产物;8-再
入射流;s-基复板安装间距;V
D -炸药爆速;V
P
-复板运动速度;V
CP
-碰撞点运
动速度;c-碰撞点
1.1 实现焊接的必要条件（边界条件）
爆炸焊接属于冷焊，要实现良好的焊接必须具备以下3个条件：
(1)碰撞速度要超过某一最小值，产生的碰撞压力要大于材料的动态屈服极限，在碰撞点附近产生流体区。Whitman等人［1］提出的最小碰撞
速度v
pmin ＝（σ
b
/ρ）1/2。
(2)形成足够稳定的再入射流，产生自清理过程。产生再入射流，必须具备2个条件，一是动态碰撞角β必须大于某一临界值；二是碰撞点运动的速度要小于声音在该材料中的传播速度。Crossland等人［1］提出
最小碰撞角β
min =k
(Hv/ρv
cp
2)1/2
(3)碰撞点运动的速度要大于某一临界值，界面才能呈波状结合特征，否则界面平直、结合强度低。Cowan等人［1］提出最小碰撞点运动速
度v
cpmin =［2R
e
(Hv
1
＋Hv
2
)/(ρ
1
+ρ
2
)］1/2
式中
ρ—材料密度；
Hv—硬度；
σ
b
—材料拉伸强度；
R
e
—雷诺数；
k
—材料表面状态系数。
1.2 爆炸焊接参数及其相互关系
爆炸焊接参数包括焊接前的初始参数（静态参数）和焊接过程的运动学参数（动态参数），初始参数对焊接质量的影响是通过运动学参数
来实现的。初始参数包括炸药的爆速v
D
、安装间距s、初始安装角α等；
运动学参数包括复板的运动速度v
P 、碰撞点运动速度v
CP
、复板的弯折角
γ或碰撞角β等。根据Wyle等人［1］提出的焊接过程几何模型可得出焊接参数间的以下3个关系式：
β＝α＋γ
v P =2v
D
sin(γ/2)
v CP =v
D
sinγ/sinβ
按Deribas等人［1］提出的物理模型，运动学参数与初始参数间有如下关系：
v P =1.2v
D
［(1+32R/27)1/2-1］/［(1+32R/27)1/2+1］
另外，由长期的试验和实践经验得出以下两个关系式［1］：
1/β=a
0+b
/R
s=0.2(H
e +H
f
)
式中R单位面积炸药质量与复板质量的比值；
a 0、b
—试验常数；
H e 、H
f
—炸药和复板的厚度。
1.3 不锈钢-钢爆炸焊接参数
利用焊接的边界条件和焊接参数间的关系式，采用计算机辅助设计，并通过试验修正，可得到合理的爆炸不锈钢复合板的爆炸焊接参数。对于300系不锈钢与低碳钢的大面积爆炸焊接，成熟的爆炸焊接工艺与参数为：α＝0°（平行法安装）；采用低爆速炸药（v
D
=2000～3500m/s），
点状起爆或线性起爆；v
P ＝300m/s,v
cp
=2400m/s,β=7.2°。
2 爆炸不锈钢复合板的材料选用和性能分析
2.1 材料的选用和交货状态
石油、化工行业使用的爆炸不锈钢复合板，其复层不锈钢大多采用304、321、316L等300系不锈钢，也采用0Cr13、0Cr13Al、SMO254（Cr20Ni18Mo6Cu）、2205(0Cr22Ni5Mo3N)、G817（0Cr13Ni5Mo）等特种用途的不锈钢;基板大多采用Q235A、Q235B、20G、20R、3C、16MnR，偶尔也用SB42和15CrMoR等低碳钢。复层厚度一般为2mm或3mm,某些管板为5～12mm；基层厚度大于8mm,板面尺寸不小于1500mm×6000mm；复层不锈钢板有拼板和整板两种情况。爆炸不锈钢复合板的交货状态一般为正火态，某些特殊材料为中温退火态，管板一般为爆炸态。
2.2 界面分析
2.2 .1界面的复合状态
界面复合状态通常采用全面积100％超声波探伤检验的方法进行检验，对于复层不锈钢未经拼焊的大面积爆炸不锈钢复合板，其未复合区域一般出现在起爆点（垂直碰撞）和边缘部位（边界效应）。对于复层不锈钢经过拼焊的大面积爆炸不锈钢复合板，焊接应力造成的复板瓢曲，可通过改进爆炸焊接工艺，使之获得与前一种爆炸不锈钢复合板同样的复合状态。图2是大面积爆炸不锈钢复合板界面复合率的统计分布曲线，从中可以看出，复合率超过99％的爆炸不锈钢复合板占总数的98％以上，其交货态复合率均为100％。
图2 界面复合率统计分布曲线
表1是国内外标准中规定的不锈钢复合板界面复合状态。由表1、图2可知，爆炸不锈钢复合板界面复合状态完全能满足国内外标准的要求。
表1 国内外标准对不锈钢复合板界面复合状态的要求
图3是爆炸不锈钢复合板界面宏观照片，由图3可知，采用合理的爆炸焊接工艺可以使复合板界面具有准正弦波纹状结合的特征。进一步的微观分析表明，这一波纹状结合是由直接结合区和旋涡区连续交替排列而成，两区均达到了冶金结合。
图3 爆炸不锈钢复合板界面结合特征
2.2.2 界面结合强度
用剪切强度和拉脱强度（按GB/T6396进行）评定界面的结合强度。表2是几种爆炸不锈钢复合板的拉脱强度，表3是国内外标准对不锈钢复合板剪切强度的要求。图4是大面积爆炸不锈钢复合板剪切强度的分布曲线，由表3和图4可知，爆炸不锈钢复合板剪切强度的稳定值在240～360MPa之间，远高于国内外有关标准的要求；由表2可知，爆炸不锈钢复合板的拉脱强度同基板的拉伸强度相当。可见，爆炸不锈钢复合板的界面，不仅结合强度高，而且焊接牢固。
表2 几种爆炸不锈钢复合板的拉脱强度MPa
图4 剪切强度分布曲线
2.3 性能分析
2.3.1拉伸性能
爆炸不锈钢复合板的拉伸性能包括通过拉伸试验（按GB/T6396进行）测得的复合板的屈服强度、拉伸强度和伸长率,用来表征复合板经爆炸冲击和热处理后的力学性能。在国内外标准中,对复合板屈服强度和拉伸强度的要求分两种情况，一种情况规定不得低于基板的相关要求，属于这一情况的标准有GB/T8165-1997、ASTM A263、A264、BS3704及
ГОСТ10885等；另一种情况规定不得低于基、复材料的组合强度，属于这一情况的标准有JB4733-1996、JISG3601、ADW8-80及NF36-250-68等。对于复合板的伸长率，国内外标准中都规定不得低于基板的标准要求。表4是爆炸不锈钢复合板拉伸性能的统计分析结果。由表可知，爆炸不锈钢复合板的拉伸性能良好，不低于基板的相关性能，满足了国内外有关标准的要求。
表4 爆炸不锈钢复合板拉伸性能统计分析结果
表中，σ
s 爆炸不锈钢复合板实测屈服强度，σ
b
爆炸不锈钢复合板
实测拉伸强度，σ
sb 基板相关标准要求的屈服强度，σ
sz
爆炸不锈钢复合
板的组合屈服强度，σ
bb 基板相关标准要求的拉伸强度下限值，σ
bz下
爆
炸不锈钢复合板组合拉伸强度下限值，σ
bz上
爆炸不锈钢复合板组合拉伸
强度上限值，δ
5爆炸不锈钢复合板实测伸长率，δ
sb
基板相关标准要求
的伸长率。σ
1、σ
2
基、复层材料相关标准中要求的对应值，t材料厚度；
组合强度计算公式：σ＝（σ
1t
1
+σ
2
t
2
）/(t
1
+t
2
) 。
2.3.2 冲击性能
基板材料在爆炸加工并经热处理后的冲击性能表征了爆炸不锈钢复合板的韧性,用冲击功来表示（按GB/T2975进行）。图5是爆炸不锈钢复合板的冲击功分布曲线，从中可以看出冲击功主要分布在28～120J
范围内，平均值为71J，曲线分布的峰值是52J。这表明，基板材料经爆炸冲击后，可以通过合适的热处理工艺恢复其原始韧性。
图5 爆炸不锈钢复合板冲击功分布曲线
2.3.3 冷弯性能
不锈钢复合板的冷弯性能表征了通过爆炸焊接获得的复合板的变形能力和界面结合强度。内外弯试验（按GB/T2975、6396进行）结果表明，经过合理的热处理后，爆炸不锈钢复合板弯曲试样的内外表面均完好，无裂纹，界面无分层。
2.3.4 晶间腐蚀性能
对不锈钢复合板的复层进行晶间腐蚀试验（按GB/T3280、4237进行），结果表明，不锈钢复合板没有晶间腐蚀倾向。
3 爆炸不锈钢复合板在石化设备上的应用
3.1 应用状况
爆炸不锈钢复合板在石化设备中主要用作耐蚀容器的壳体和管板。表5列出了不锈钢复合板在石化设备上的部分用例，从中可以看出，最早生产的爆炸不锈钢复合板已使用了十几年。对克拉玛依炼油厂常减压蒸馏装置减压塔、天津炼油厂溶剂罐、济南炼油厂常减压蒸馏装置减压塔所用的爆炸不锈钢复合板进行了质量跟踪，未发现分层、鼓包等现象，内件与内壁连接的焊缝也完好、无裂纹，附近的复合板仍保持着良好的
结合状态。
表5 爆炸不锈钢复合钢板在石化设备上的部分用例
另外，石化设备制造中常用的一般加工方法都适用于爆炸不锈钢复合板，例如，可用锯切、火焰切割和等离子切割等方法下料，可进行各种冷热成型加工、各类机加工等。
3.2 经济性
(1)与碳钢相比，采用爆炸不锈钢复合板可以根据石化设备内的介质腐蚀性的强弱，通过选用合适的不锈钢作为复层，达到延长设备使用寿命，减少维修次数的目的，从而具有经济性。
(2)与不锈钢相比，采用爆炸不锈钢复合板可以根据石化设备的不同强度要求，选择合适的钢板作基材，从而节约价格昂贵的不锈钢，达到降低造价的目的。
(3)与碳钢＋衬里不锈钢相比，由于爆炸不锈钢复合板界面是全面积的冶金结合且结合强度高，可在设备内件的连接上简化制造工艺，同时减少设备的维修次数。
(4)与进口复合板相比。国产的大面积爆炸不锈钢复合板的性能达到甚至超过了国外复合板的性能，且价格便宜30％～40％，同时还缩短了设备的制造周期。
4 结束语
爆炸法生产大面积不锈钢复合板，具有生产工艺简单、产品规格齐全、不锈钢复合板的界面复合状态好、结合强度高等特点，通过合理的热处理工艺还可以恢复基板原始的力学性能和耐蚀性能。爆炸不锈钢复合板还具有优良的综合加工性能，在石化行业得到了广泛的应用，是石化设备等的首选材料。■
作者单位：赵路遇（洛阳船舶材料研究所洛阳471039）
黄维学（洛阳船舶材料研究所洛阳471039）
参考文献：
［1］T Z 布拉齐恩斯基.爆炸焊接、成形和压制.李富勤，吴柏青，等译.北京：机械工业出版社，1988.7
收稿日期：1999-06-30
爆炸复合板
爆炸不锈钢复合板及其在石化设备上的应用 赵路遇黄维学 分类号：TG456.6 文献标识码：B 文章编号：1003-1545(2000)01-0024-06▲ 目前不锈钢复合板的生产方法主要有3种：爆炸法、轧制法和爆炸－轧制法。我国目前主要采用爆炸法生产复合板，该方法生产工艺简单，使用的能源丰富，所生产的复合板性能好，已被广泛应用于石油、化工、制药、船舶、水电等行业，产生了很好的经济效益和社会效益。 1 爆炸焊接机理及工艺 爆炸焊接是一种高能率的加工技术，是一种以炸药的爆轰为能源，将两层或多层相同的或不同的金属材料结合为整体材料（复合板）的材料加工工艺。图1是爆炸焊接装置及焊接过程示意图。当炸药被引爆后，复板在炸药爆炸释放的能量驱动下加速，当速度稳定时，与基板发生碰撞，从而在碰撞点形成足够的再入射流，靠再入射流清理待结合金属表面的氧化物、氮化物、气体薄膜及附着的水分等，使金属露出活性表面。同时，金属碰撞产生的高压使金属活性表面紧密接触，通过原子间的作用力，实现两种金属间的可靠连接。 图1 爆炸焊接装置及焊接过程 1-炸药;2-缓冲区;3-复板;4-基板;5-基础;6-起爆器；7-爆炸产物;8-再 入射流;s-基复板安装间距;V D -炸药爆速;V P -复板运动速度;V CP -碰撞点运 动速度;c-碰撞点
1.1 实现焊接的必要条件（边界条件） 爆炸焊接属于冷焊，要实现良好的焊接必须具备以下3个条件： (1)碰撞速度要超过某一最小值，产生的碰撞压力要大于材料的动态屈服极限，在碰撞点附近产生流体区。Whitman等人［1］提出的最小碰撞 速度v pmin ＝（σ b /ρ）1/2。 (2)形成足够稳定的再入射流，产生自清理过程。产生再入射流，必须具备2个条件，一是动态碰撞角β必须大于某一临界值；二是碰撞点运动的速度要小于声音在该材料中的传播速度。Crossland等人［1］提出 最小碰撞角β min =k (Hv/ρv cp 2)1/2 (3)碰撞点运动的速度要大于某一临界值，界面才能呈波状结合特征，否则界面平直、结合强度低。Cowan等人［1］提出最小碰撞点运动速 度v cpmin =［2R e (Hv 1 ＋Hv 2 )/(ρ 1 +ρ 2 )］1/2 式中 ρ—材料密度； Hv—硬度； σ b —材料拉伸强度； R e —雷诺数； k —材料表面状态系数。 1.2 爆炸焊接参数及其相互关系 爆炸焊接参数包括焊接前的初始参数（静态参数）和焊接过程的运动学参数（动态参数），初始参数对焊接质量的影响是通过运动学参数 来实现的。初始参数包括炸药的爆速v D 、安装间距s、初始安装角α等； 运动学参数包括复板的运动速度v P 、碰撞点运动速度v CP 、复板的弯折角 γ或碰撞角β等。根据Wyle等人［1］提出的焊接过程几何模型可得出焊接参数间的以下3个关系式： β＝α＋γ v P =2v D sin(γ/2) v CP =v D sinγ/sinβ 按Deribas等人［1］提出的物理模型，运动学参数与初始参数间有如下关系： v P =1.2v D ［(1+32R/27)1/2-1］/［(1+32R/27)1/2+1］ 另外，由长期的试验和实践经验得出以下两个关系式［1］： 1/β=a 0+b /R s=0.2(H e +H f ) 式中R单位面积炸药质量与复板质量的比值； a 0、b —试验常数；
爆炸复合材料中的残余应力
文章编号:1005-2046(2002)02-0053-06 爆炸复合材料中的残余应力 郑远谋 (鹤山市新技术应用研究所,广东鹤山529721) 摘 要:讨论爆炸复合材料内部残余应力的大小、分布的规律以及影响和消除的方法。 关键词:爆炸焊接;复合材料;残余应力中图分类号:T B331;T B41 文献标识码:A 收稿日期:2001203230 作者简介:郑远谋(1942～),男,高级工程师,主要从事爆炸焊接的研究和金属复合物材料的生产. 文献[1,2]讨论了爆炸复合材料内的宏观和微观残余塑性变形以及熔化。由于这种残余变形和熔化的存在导致了其中残余应力的出现。基材的线胀系数、弹性模量、屈服强度、导热系数、熔点、比热、密度以及工艺参数的不同,将造成这类材料中不同位置上残余应力的大小和方向不同。 爆炸复合材料中残余应力的存在,明显地影响其许多物理和化学性能。因此,研究这类材料中残余应力的分布规律,寻求预测、控制和调整它们的方法,是爆炸焊接理论研究和实践应用的重要课题。 本文在大量资料的基础上,讨论这方面的许多问题。 1 爆炸复合材料中残余应力的分布 文献[3]介绍了普通焊件中残余应力的一 些测定方法。实践表明,这些方法原则上也适用于爆炸复合材料。用相应方法测定的这类材料结合区和断面上的残余应力的结果,以及对这些结果的分析如下。 图1～图6为爆炸态下一些双金属和三金属复合板结合区和断面上的残余应力分布图。由这些图可知,在复板的表层通常分布着残余压应力,随着由表层深入,其内部逐渐转变成残余拉应力,这种拉应力在结合界面上达到最大值。当 进入基板后,那种拉应力逐渐减小。随着深入基板内部便转变成压应力。在基板厚度不大的情况下,基板的底层分布着压应力(见图1)。当基板厚度较大的时候,基板的底层分布着拉应力(见图3～图6)。图4显示,在平行和垂直焊接方向,以及与其成45°角的方向上,复合板断面上残余应力的分布基本相似。也就是残余应力的方向相同,仅其大小稍有区别。 图5指出,基础的刚度对复合板内残余应力的方向和大小有影响:随着刚度的增加,复板表层由拉应力变成压应力,基板底层由压应力变成拉应力,并且拉应力逐渐增大。 图6说明,在颠倒复板和基板的位置后,在其它条件基本不变的情况下,其中残余应力的分布相似,仅大小稍有不同 。 图1 在20X 132钢3复合板断面上 残余应力的分布图[4] 第23卷 第2期 上海有色金属 V ol 123 N o 122002年6月 SH ANG H AI NONFERROUS MET A LS Jun. 2002
西南年产20000吨爆炸金属复合材料可行性研究报告-广州中撰咨询
西南年产20000吨爆炸金属复合材料可行性研究报告 (典型案例〃仅供参考) 广州中撰企业投资咨询有限公司 地址：中国·广州
目录 第一章西南年产20000吨爆炸金属复合材料概论 (1) 一、西南年产20000吨爆炸金属复合材料名称及承办单位 (1) 二、西南年产20000吨爆炸金属复合材料可行性研究报告委托编制单位 (1) 三、可行性研究的目的 (1) 四、可行性研究报告编制依据原则和范围 (2) （一）项目可行性报告编制依据 (2) （二）可行性研究报告编制原则 (2) （三）可行性研究报告编制范围 (4) 五、研究的主要过程 (5) 六、西南年产20000吨爆炸金属复合材料产品方案及建设规模 (6) 七、西南年产20000吨爆炸金属复合材料总投资估算 (6) 八、工艺技术装备方案的选择 (6) 九、项目实施进度建议 (6) 十、研究结论 (7) 十一、西南年产20000吨爆炸金属复合材料主要经济技术指标 (9) 项目主要经济技术指标一览表 (9) 第二章西南年产20000吨爆炸金属复合材料产品说明 (15) 第三章西南年产20000吨爆炸金属复合材料市场分析预测 (15) 第四章项目选址科学性分析 (15) 一、厂址的选择原则 (16) 二、厂址选择方案 (16) 四、选址用地权属性质类别及占地面积 (17) 五、项目用地利用指标 (17) 项目占地及建筑工程投资一览表 (18)
六、项目选址综合评价 (19) 第五章项目建设内容与建设规模 (20) 一、建设内容 (20) （一）土建工程 (20) （二）设备购臵 (20) 二、建设规模 (21) 第六章原辅材料供应及基本生产条件 (21) 一、原辅材料供应条件 (21) （一）主要原辅材料供应 (21) （二）原辅材料来源 (21) 原辅材料及能源供应情况一览表 (22) 二、基本生产条件 (23) 第七章工程技术方案 (24) 一、工艺技术方案的选用原则 (24) 二、工艺技术方案 (25) （一）工艺技术来源及特点 (25) （二）技术保障措施 (25) （三）产品生产工艺流程 (25) 西南年产20000吨爆炸金属复合材料生产工艺流程示意简图 (26) 三、设备的选择 (26) （一）设备配臵原则 (26) （二）设备配臵方案 (27) 主要设备投资明细表 (28) 第八章环境保护 (28) 一、环境保护设计依据 (29) 二、污染物的来源 (30) （一）西南年产20000吨爆炸金属复合材料建设期污染源 (31)
我国金属复合材料的发展前景
我国金属复合材料的发展前景！！ 金属复合材料技术可以发挥组元材料各自的优势,实现各组元材料资源的最优配置,节约贵重金属材料,实现单一金属不能满足的性能要求, 它既可以替代进口并填补国内空白，又具有广阔应用范围，具有很好的经济效益和社会效益，容易获得方方面面的扶持和帮助。如发展不锈钢复合材料就一直是国家发改委、科技部积极支持、倡导的高科技项目。 一、中国将成为金属加工业中心 由于异质金属复合材料的性能功能化和较低的成本及应用范围广泛，提高了传统金属材料的发展潜力。近期产业化的重点是：建设铝-不锈钢、铝-钢、钛-钢、铜-钢带液-固相复合工艺生产线，钢-不锈钢复合板坯离心浇铸工艺生产线，表面复合精饰技术制备薄覆层（0.008MM-0.1MM）金属复合板带生产线；开发颗粒增加铝基复合材料规模化生产技术、半固态成形技术、连续包敷复合高速钢材料及制品，并实现产业化。 中国制造业迅速崛起，作为制造业的基础行业之一的金属加工、成形行业，发展更为明显：在过去几年，整个行业以年均增长20-30％的速度发展，产品品质也在以惊人的速度提升，逐渐获得整个世界制造业的认可。以2005年为例，整个金属加工、成形行业消耗各种钢材8600多万吨，其中进口数量为2000多万吨；工装模具约395亿元，其中进口约占58亿元；新购设备约234亿元，其中进口约134亿元；冲压、钣金生产企业约4-5万家，从业人数近100万人。 据国家统计局等部门的数据显示，整个金属加工、成形行业包括设备、模具、原材料及成形零部件将保持在每年10-20%的增长速度。随着中国的进一步发展，强劲的市场需求拉动着金属板材、管材、型材、线材生产高增长，未来世界钢铁总产量及消耗量的60%都将来自亚洲，尤其是中国。目前中国钢产量约占全球钢产量的34%，市场消费量约占全球的33%，已成为全球钢铁产量与消费量最大的国家。预计到2010年，建筑、机械、汽车、造船、铁道、石油、家电、集装箱等八大行业2010年需用钢材达2.61亿吨。中国金属加工、成形行业的市场总量巨大，正成为亚洲乃至全球金属加工、成形行业的中心。 二、稀有金属复合材料增长速度依然较快 随着国家环保产业政策实施力度的加强，稀有金属复合材料在电力烟气脱硫设备的应用持续增长，同时化工行业的投资国产化程度大大加快，也为稀有金属材料的发展提供了良好发展机遇，07年上半年化工行业的销售比重已经超过50%，是主要的增长点。国家产业政策的支持、较高的技术壁垒、产业升级的需求拉动为行业的发展提供了广阔空间。 稀有金属复合材料行业，作为一种新型材料是国家鼓励类的产业结构，其传统应用领域的是电厂的烟气脱硫装置，国家节能排污环保政策的进一步推进，为稀有金属材料行业的发展提供政策上的支持也为行业需求的拉动提供了稳定的基础。而随着国家宏观经济的好转，化工行业的固定资产投资也在快速发展，化工设备的国产化为稀有金属材料行业发展提供的新的发展机遇。05年以后在化工行业的应用发展最为迅速，07年开始已经超过传统在电力行业的应用。中国装备制造业的结构升级尤其是在数控机床、大型成套设备上的更新换代也为稀有金属材料行业的发展提供广阔的发展空间。 稀有金属材料行业在技术门槛上相对也比较高。尤其是爆炸复合焊接需要现场爆炸，而民用爆炸需要取得许可证。
爆炸金属(不锈钢)复合板技术要求概述
爆炸金属（不锈钢）复合板技术要求概述 技术投资分析： 爆炸焊接技术（习惯称爆炸复合）是以炸药为能源，通过炸药爆轰产生的高压脉冲载荷，推动一种材料(复层)高速倾斜碰撞另一种材料(基层)，其加载应力远远高于金属材料的屈服强度，加载过程的瞬间性（一般为微量级），材料受载的局部性，交织发生在作用点的微小的邻近区域并且高速地移动等方法，实现两种金属的冶金结合，结合区呈现为波状的冶金结合。 与轧制、堆焊、浇铸等焊接技术相比爆炸焊接技术的优点在于： 广泛的材料适应性的可焊性，适用于大多可塑性金属或合金，目前已有340种金属或合金的组合被验证是可焊的,不管材料是变形或铸态，任何规划形状的平面和圆柱面的，处于什么热处理状态都可进行爆炸焊接，在某些程度讲爆炸焊接技术是金属大面积的面连接唯一的焊接方法，即使熔点差别很大的铝(660℃)和钽(2996℃)；热膨胀系数差别很大的钛(8.35x10-6mm/mm℃)和不锈钢(18x10-6mm/mm℃)；硬度差别很大的铅(HB=4-6)和钢(HB=50)都可实现焊接。 不仅适用于相溶性金属的组合，而且适用于非相溶性金属的组合，也适用于易产生脆性金属间化合物的金属及合金，良好的导热性，低的界面电阻，结合区无热影响区构成良好的接头性能，瞬间的热过程使界面没有或仅有少量的溶化。 以爆炸焊接技术发展的项目无论在品种，规格，产量，质量，市场，成本，和效益上明显的优势。
技术的应用领域前景分析： 复合材料按行业用途的需求划分： 1）化工、石化、冶金，制盐，设备制造等传统行业的需求最大,随着经济全球化的发展和中国的崛起，现代制造业的重心正不断向中国转移。需求10-15万吨2）电力，汽轮机，船舶领域需求：约5-8万吨。 3）陆地运输,建筑,办公设备行业:5.4万吨 4）其它领域需求：包括军事2.6--4万吨。 效益分析： 项目实施后，年销售收入达13240万元，利润2468.6万元，投资利32.54%投资利税率53.57%，内部收益33%，投资回收期限2.14.年（所得税后），盈亏平衡点47.85%。厂房条件建议： 必须有爆炸场地。 注：本资料由【东莞市泽洋金属材料有限公司(东莞泽洋金属材料) https://www.wendangku.net/doc/054909741.html, https://www.wendangku.net/doc/054909741.html,】整理，仅供学习参考！
关于金属基复合材料的一些概述
关于金属基复合材料（MMC）的一些概述 一、MMC的种类及其微观组织的一般特征 金属基复合材料（MMC），这一术语包括了很广的成分与结构范围。他们的共同点是有连续的金属基体。按照增强体的形状是连续性纤维，短纤维或者是颗粒状，复合材料的显微组织可分为下图所示的几类。更进一步的分类可基于纤维的直径和取向分布。在仔细考察特定的体系之前，认识与最终产品的微观组织结构有关的问题是有益的。下表简要的总结了复合材料的主要显微组织特征及其对性能的潜在影响。虽然有些组织参数可事先设定，但另外一些参数却难以控制。尽管如此，在设计与制造某特定的工作之前，一个重要的步骤是，事先认定一些简单的纤维组织结构目标及获得这些目标的方法。 按增强材料形态分类，可分为纤维增强金属基复合材料、颗粒和晶须增强金属基复合材料。若按金属基体分类，可分为铝基复合材料，钛基复合材料、镁基复合材料、高温合金复合材料和金属间化合物复合材料。倘若按增强体类型进行分类，则可分为单片、晶须（或者纤维）和颗粒，如下图。
二、金属基体的概述及其制备工艺 金属基体应用最多的为铝及铝合金，钛以及镁。铝的基本特点：熔点660℃，密度2.7g/cm3，其具有面心立方结构．所以其塑性优异，适合各种形式的冷、热加工。导电、导热性能好，约为铜的60％左右，同时化学活性高，在大气中铝表面与氧形成一层薄而又致密的氧化膜以防止铝继续氧化，但是强度低。钛的特点：熔点1678℃，密度4.51g/cm3。其重量轻、比强度高。纯钛的强度可通过冷作硬化和合金化而得到显著的提高．如50％的冷变形可使强度提高60％，适当合金化和热处理，则抗拉强度可达1200—1400MPa，含有氢、碳、氧、铁和镁等杂质元素的工业纯钛抗拉强度可提高到700MPa，并仍能保持良好的塑性和韧性。高温性能优良。合金化后的耐热性显著提高，可以作为高温结构材料使用，如航空发动机的压气机转子叶片等，长期使用最高温度已达540℃。在大气和海水中有优异的耐蚀性．在硫酸、盐酸、硝酸相氢氧化纳等介质中都很稳定。但是导电与导热性差.导热系数只有铜的1／l 7和铝的l／10，比电阻为铜的25倍。镁的特点：密度1.74g/cm3。由于其密度低，比强度、比刚度较高，镁具有密排六方结构，室温和低温塑性较低，但高温塑性好可进行各类形式的热变形加工。减震性能好，能承受较大的冲击振动负荷。 根据各种制备方法的基本特点，金属基复合材料的制备工艺分为四大类，即固态法；液态法；喷涂与喷射沉积法；原位复合法。 1、固态法。在一定温度的压力下，把新鲜清洁表面的相同或不相同的金届，通过表面原子的互相扩散而连接在一起。关键步骤为纤维的排布，复合材料的叠台和真空封装以及热压。其采用有机粘接剂。将增强纤维的单丝或多丝的条带分别浸溃加热后易挥发的有机粘接剂，按复合材料的设计要求的间距排列在全属基体的薄板或箔上，形成预制件。采用带槽的薄板或箔片，将纤维排布在其中。采用等离子喷涂。即先在金属基体箔片上用排布好一层纤维，然后再喷涂一层与基体金属相同的金属。纤维表面经化学或物理处理，在基体金属熔池中充分地浸渍形成金属基复合丝。为了防止复合材料在热压中的氧化，叠合好的复合材料坯科应真空封装于金属模套中。为了便于复合材料在热压后与金属模套的分离，在金属模套的内壁徐上云母粉类的涂料以利分离，注意不能涂与金属基体发生反应的涂料。在真空或保护气氛下直接放入热压模或平板进行热压合热压工艺参数主要为：热压温度、压力和时间。扩散结合的优缺点：工艺相对复杂，纤维排布、叠合以及封装手工操作多，成本高。能按照复合材料的铺层要求排布。在热压时可通过控制工艺参数的办法来控制界面反应。粉末冶金。适用于连续、长纤维增强．也可用于短纤维、颗粒或晶须增强的金属基复合材料。长纤维增强：将纤维和金属粉末按比例混合，密封在容器中，然后进行热等静压。粉末冶金的优点：工艺过程温度低，可以控制界面反应。增强材料(纤维、颗粒或晶须)与基体金属粉末可以任何比例混合，纤维含量最高可达75％，颗粒含量可达50％以上。对浸润性和密度差的要求较小采用热等静压工艺时，其组织细化、细密、均匀，一般不会产生偏析、偏聚等缺陷，可使空隙和其它内部缺陷得到明显改善，从而提高复合材料的性能。可以用传统的加工方法进行二次加工。粉末冶金的缺点：工艺过程比较复杂，金属基体必须制成金属粉末，增加了工艺的复杂性和成本。在制备铝基复合材料时，还要防止铝金属粉末引起的爆炸。
不锈钢爆炸复合板设备断裂处理
不锈钢爆炸复合板设备断裂处理 发表时间：2018-08-10T15:37:53.360Z 来源：《科技中国》2018年4期作者：邢赵中[1] ，莫素云[2] ，慕雪梅[1] [导读] 摘要：复合板具有节约材料、价格低廉、按需组合、使用方便等优点。这就为复合板的推广应用提供了更为广阔的空间，因此被看作是这些耐蚀性材料理想的替代品。针对某石化公司500万吨/年常减压蒸馏装置20台复合板换热器壳程筒体断裂的工程实例，对筒体断裂的原因从焊接工艺、 摘要：复合板具有节约材料、价格低廉、按需组合、使用方便等优点。这就为复合板的推广应用提供了更为广阔的空间，因此被看作是这些耐蚀性材料理想的替代品。针对某石化公司500万吨/年常减压蒸馏装置20台复合板换热器壳程筒体断裂的工程实例，对筒体断裂的原因从焊接工艺、断口形貌、硬度及化学成分、力学性能及金相试验、扫描电镜、主要原因等方面进行了研究分析。通过热处理方案的对比试验，最后确定出最佳的正火热处理方案，使筒体断裂的问题得到圆满的解决。 【关键词】：爆炸复合板；换热器；筒体断裂； 进入新时代，石油化工行业得到了前所未有的发展。装置的操作条件(压力、温度、介质等)日益苛刻，使得金属的腐蚀问题变的更加突出。复合板具有节约材料、价格低廉、按需组合、使用方便等优点。这就为复合板的推广应用提供了更为广阔的空间，因此被看作是这些耐蚀性材料理想的替代品。爆炸复合工艺是指利用炸药爆炸的能量驱动，把不同金属部件焊接起来的技术。由此方法把一块金属板以覆盖的方式，焊接到另一块金属板上得到的两种或两种以上的金属板所组成的新型板材，称为爆炸复合板。 某石化公司常减压蒸馏装置换热器的材质为(16MnR+SUS405)不锈钢爆炸复合板。这些复合板符合标准GB/T 8165-1997《不锈钢复合钢板和钢带》BⅡ级要求。基板采用16MnR钢板，厚度有12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、22mm、24mm、30mm八种规格；复板采用SUS405(相当于国产的0Cr13Al)钢板，厚度均为3mm。 这批复合板换热器在制造的过程中，当基层焊缝焊完后对筒体进行校圆时，先后出现筒体断裂的现象，这种情况以前从未发生过。 主要原因的分析：通过对复合板的硬度、化学成分、力学性能、金相组织及扫描电镜的研究分析，认为发生筒体断裂的主要原因有以下三点： 为了证实这一点，我们从同一张(16+3)mm复合板的不同部位分别取样进行0℃的冲击试验，试验结果表明，从同一张复合板的不同部位取样时，板头横向平均冲击功(96J)约为板中横向平均冲击功(34.3J)的3倍；板头纵向平均冲击功(209J)约为板中纵向平均冲击功(53.6J)的4倍，充分证明了组织不均匀是由于热处理原因所造成的。 (2) 由于焊接壳程筒体的基层焊缝时环境温度较低。筒体校圆时，因过渡层和复层焊缝尚未焊接，坡口根部存在较大的应力集中，加之当时施工环境的温度在-5℃左右，进一步增加了材料脆断的敏感性。 为了证实这一点，我们从同一张(24+3)mm复合板的同一部位取样，分别进行0℃及常温的冲击试验，试验结果表明，从同一张复合板的同一部位取样时，常温的平均冲击功(54.3J)约为0℃平均冲击功(29J)的2倍，充分证明了环境温度对复合板平均冲击功的影响。 (3) 由于复层刨削的深度和宽度不够。设计要求焊前将基层坡口两侧大于等于10mm范围内的复层刨掉4mm～5mm，即将基层与复层交替的结合线彻底刨掉，防止结合线在焊接过程中因焊接收缩被拉开而发展成为裂纹，甚至扩展至母材深处，造成筒体断裂。但是我们经过测量后发现，在实际刨削过程中，由于加工机具等多种原因，刨削深度并未达到设计要求，一般都小于4mm，最小的还不到3.5mm；刨削宽度也未达到设计要求，一般为4mm～7mm，正好处于基层埋弧焊的焊接热影响区内，这一区域由于受到焊接热循环的影响，组织粗大，性能较差，扫描电镜的分析结果也证实了这一点。 综上所述，我们认为在复合板本身的冲击性能不合格、施工环境的温度较低、复层刨削的深度及宽度不够等三种不利因素的共同作用下，最终导致了筒体的脆性断裂。 换热器筒体断裂的处理方案：经过进一步的研究分析，我们认为这批复合板的弯曲性能和其它力学性能指标均合格，只有0℃的冲击功未达到标准的规定值(≥31J)，对组织的金相分析也未发现过烧等缺陷，因此完全可以通过热处理的补救措施，来改善复合板的冲击性能。 经过认真研究后，认为正火或退火热处理不仅可以避开铁素体不锈钢475℃的脆化温度，能够细化晶粒，改善组织，提高复合板的加工性能，还能够消除残余应力，防止复合板变形开裂。由于复层(SUS405)的含C量仅为0.034%～0.037%，在正火或退火热处理过程中复层不会发生相变，其耐蚀性能也不会受到影响。因此有针对性制定出一种正火、两种退火的热处理工艺。此次壳程筒体的正火热处理共进行了四炉，每炉要求带两块试板，这八块试板分别从上述规格为(16+3)mm、(22+3)mm的3节断裂筒体上截取，正火热处理后分别对这八块试板 的力学性能进行试验，试验结果如表1所列。由表1可以看出，正火处理后，上述八块试板0℃的平均冲击功有了大幅度的提高，最低值为66.7J，明显高于标准的规定值(≥31J)。 这批复合板换热器的壳程筒体在后面的校圆过程中，再未出现过类似筒体断裂的事故。常减压蒸馏装置自开工以来，在装置开停工及正常运行的不同载荷作用下，这20台复合板换热器均能够保持状态完好、运行正常，完全达到了预期的效果。充分论证了上述筒体断裂处理方案的正确性，同时也避免了较大的经济损失。参考文献
爆炸焊接和爆炸复合材料
爆炸焊接和爆炸复合材料 金属爆炸焊接是介于金属物理学、爆炸物理学和焊接工艺学之间的一门边缘学科，爆炸焊接又是用炸药作能源进行金属间焊接和生产金属复合材料的一种很有实用价值的高新技术。它的最大特点是在一瞬间能将相同的、特别是不同的和任意的金属组合，简单、迅速和强固地焊接在一起。它的最大用途是制造大面积的各种组合、各种形状、各种尺寸和各种用途的双金属及多金属复合材料。 1 爆炸焊接的过程 将炸药、雷管、覆板和基板在基础（地面）上安装起来。当置于覆板之上的炸药被雷管引爆后，炸药的爆炸化学反应经过一段时间的加速便以爆轰速度在覆板上传播。随着爆轰波的高速推进和爆炸产物的急骤膨胀，炸药化学能的大部分便转换成高速运动的爆轰波和爆炸产物的动能。随后该动能的一部分传递给覆板，从而推动覆板向基板高速运动。在两板之间的空气迅速和全部排出的同时，覆板和基板随即在接触点上依次发生撞击。在这个过程中，在两板间的接触面上，借助波的形成，一薄层金属由于倾斜撞击和切向应力的作用而发生强烈的塑性变形。在此过程中又借助于金属塑性变形的热效应将覆板高速运动的动能的90％～95％转换成热能。如此大量的热能在近似绝热的情况下促使塑性变形后的金属的温度升高。当此温度达到其熔点以后，就会使紧靠界面的一薄层塑性变形的金属发生熔化。剩余的热能还会使部分塑性变形的金属发生回复和再结晶，并使双金属整体的温度升高。 由金属物理学的原理可知，在爆炸焊接过程中，由于不同金属间的高的浓度梯度，界面上的高压、高温和高温下金属的塑性变形及熔化等条件的存在及其综合作用，必然导致基体金属原子间的相互扩散。这样，当界面上那一薄层塑性变形的和熔化了的金属迅速冷凝后，便在界面上形成了包括金属塑性变形特征、熔化特征和原子间相互扩散特征的结合区。此结合区就是2种金属之间的焊接过渡区，亦称焊接接头。 众所周知，爆炸焊接双金属的结合区在一般和正常的情况下还具有波形特征（图2）。此波形的形成与爆炸载荷在金属中和界面上的波动传播有关，并且不同强度和特性的金属材料，在不同强度和特性的爆炸载荷作用下，发生不同强度和特性的相互作用──冲击碰撞，便在结合界面上形成不同形状和参数（波长、波辐和频率）的波形。 实际上，用爆炸焊接法生产的爆炸复合材料的冶金结合，就是在上述结合区金属的塑性变形、熔化和扩散等冶金过程中形成的。由此推论，爆炸焊接是以炸药为能源的压焊、熔焊和扩散焊“三位一体”的一种金属焊接的新工艺及新技术。也许，正因为如此，爆炸焊接作为一种新的焊接技术具有非常好的焊接性。 上述就是爆炸焊接的金属物理学原理。 2 爆炸焊接的特点 爆炸焊接和用爆炸焊接技术生产的金属复合材料有如下特点和优点： （1）爆炸焊接工艺的实施需要一些专用设备和金属材料、炸药和爆炸场地（采石场），以及一些辅助工具，就可以进行任意组合和相当尺寸的金属复合材料的生产。 （2）爆炸焊接工艺要求参加此项工作的人员必须安全教育和进行专门的培训。 （3）爆炸焊接的能源是廉价的炸药与生产金属复合材料的其他技术相比，其成本低，经济效益显著。 （4）板与板，板与管，管与管，管与管板，管与棒，板与棒，棒与棒，粉末与粉末，粉末与板，管和棒，丝与丝，比与板和管以及异形件都可以爆炸焊接。 （5）覆层材料和基层材料都可以根据实际需要而任意选择。
(项目管理)2020年爆炸复合与轧制联合技术产业化
爆炸复合与轧制联合技术产业化 2019年1月
第一章爆炸焊接技术简介 一、爆炸焊接技术的基本原理 在现代金属材料的加工工艺中，与常规的许多金属压力加工和机械加工工艺相对应及相辅相成的，还有一种为人们逐渐熟悉的高能率加工工艺，这种工艺以化学能、电能、电磁能为主要能源，并在毫秒和微秒数量级的时间内将能量传递给金属，对材料进行预定形式加工，从而形成了现代金属高能率加工的高科技领域。在这一领域中以炸药为能源的爆炸焊接与复合技术，历史最悠久、应用最广泛、技术最成熟。 爆炸焊接实质上是一种以炸药为能源的压力焊，熔化焊和扩散焊“三位一体”的金属焊接的新工艺及新技术。下面以爆炸复合板为例来讨论金属爆炸焊接的过程、实质，并由此简述爆炸焊接的原理。 如图1.所示：飞板3平行或成一定角度悬置于基板4之上，使两板维持一定间距；把炸药2均匀地敷设于飞板3之上；炸药经雷管引爆后，爆轰波自左向右传播；在强大的爆轰产物1压力作用下，悬置的飞板向下飞行，并与基板在碰撞点6发生高速斜碰撞；高速碰撞形成的再入射流5具有使金属表面自清理的功能。与此同时金属塑性变形的热效应将覆板高速运动的动能的90%-95％转换成热能。如此大量的热能在近似绝热的情况下将促使塑性变形后的金属的温度升高。当此温度达到金属的熔点以后，就会使紧靠界面的一薄层塑性变形金属发生熔化。剩余的热能还会使部分塑性变形金属发生回复和再结晶，并使双金属整体的温度升高。由金属物理学的基本原理可知，由于不同金属界面上的高压、高温和高温下金属的塑性变形及熔化等条件的存在及其综合作用，必然导致基体金属原子间的相互扩散。这样当界面上的那一薄层塑性变形和熔化了的
哈氏合金Q345R爆炸复合板的组织与性能研究
哈氏合金/Q345R爆炸复合板的组织与性能研究爆炸复合技术利用炸药爆炸时产生的瞬时超高压和超高速冲击能,可实现金属层间界面冶金结合,复合板经过后续的加工及热处理可以获得优异的综合性能。哈氏合金/Q345R爆炸复合板是一种界面结合强度高、耐腐蚀性能优良的层状金 属复合材料,在军工、船舶制造等领域具有重要的特种应用需求。 本论文以西安天利复合材料有限公司采用专利技术制备的高性能哈氏合金 /Q345R爆炸复合板为研究对象,研究了退火热处理工艺对轧制态爆炸复合板基 体组织及界面结合效果的影响,探讨了复合界面的成波机制,分析了热处理过程 中界面的扩散行为。采用界面显微硬度测试及拉剪试验,考察了复合板的组织、相结构与力学的相关性。 结合对复合界面的电化学性能研究,明确了影响复合板耐蚀性能的因素。获得了以下有价值的结果。 金相观察结果显示,复合板的结合界面呈不规则的大波状结合,且存在波前 漩涡特征,结合界面附近的金属发生了剧烈的塑性变形。在接触面上,部分区域产生熔化现象,出现熔化块、金属碎块、熔化层等特征。 元素线扫描分析发现,复合板结合界面处主要元素呈明显浓度梯度分布,发 生元素互扩散现象,扩散层约为0.7μm,实现了牢固的冶金结合。复合板在退火 热处理之后界面仍呈现波状结合形式,且随着退火温度的升高和保温时间的延长,结合界面附近的塑性变形组织逐渐消失,转变为等轴晶组织,并且界面处原子的 扩散层宽度也增加,XRD分析结果显示,结合界面处并未产生硬脆金属间化合物 等有害相。 哈氏合金/Q345R爆炸态和退火态复合板结合界面及哈氏合金母材在人工海
水中的动电位极化曲线和交流阻抗谱测试结果表明,复合板和复层母材都表现出钝性,相比较而言,复层母材的耐腐蚀性能更好,而复合板的耐蚀性能略有下降,且退火态的耐蚀性能较爆炸态的也略显降低,但下降的幅度均较小,能够满足实际工程结构对其耐蚀性能的要求。拉剪试验结果显示,断裂发生在基板Q345R侧,拉剪强度达到330MPa以上,而复合板结合界面未发生分离,说明界面具有良好的结合强度。 显微硬度测试结果表明,爆炸态复合板的结合界面处显微硬度达到最大值,距离界面越远,显微硬度值越低,主要原因是塑性变形引起的加工硬化效应,而退火态的复合板结合界面处硬度值明显降低,说明对复合板进行适宜的热处理可在很大程度上消除爆炸复合过程中的加工硬化现象。
爆炸复合板
爆炸复合板 一、什么是爆炸复合板 爆炸复合板即采用爆炸复合法（爆炸焊接法）生产的金属复合板，爆炸复合板一般指爆炸金属复合板。 二、爆炸复合板生产方法 将制备好的复板放置在基板之上，然后在复板上铺设一层炸药，利用炸药爆炸时产生的瞬时超高压和超高速冲击能实现金属层间的固态冶金结合。 爆炸复合板生产工艺虽然简单，生 产灵活，但是技术要求高，难于精确控制， 母材性能（韧性、冲击性能等）、炸药性能 （爆速稳定、安全等）、初始参数（单位面 积炸药量、基复板间距等）和动态参数（碰撞角、复板碰撞速度等）的选择与系统配合对复合板的成品率及质量有着直接的影响。 复合界面由直接结合区、熔化层和漩涡组成。结合界面存在原子扩散，结合区发生了严重的塑性变形并伴有加工硬化。结合面为波状结构，对结合强度和抗拉强度的提高有益。 三、爆炸复合板性能 爆炸焊接爆炸复合板不会改变原有材料的化学成分和物理状态，可以根据实际需要，将待复合材料单独处理成所需的最佳状态。 爆炸复合板的应用性能十分优良，可以经受冷、热加工而不改变组合材料的厚度比复合材料的结合强度很高，通常高于组合材料较低
的一方，这是其它技术无法达到的。复合材料在后续的热处理、校平、切割、卷筒、旋压等生产中，不会产生分层或开裂。对常温和550℃热处理的碳钢表层（近界面层）有严重变形引起的纤维状组织和许多细小颗粒，心部组织为铁素体加珠光体；不锈钢界面为第二相点状组织，心部为针状组织。但经650℃处理的碳钢样品近界面区小颗粒组织消失（表示可能发生脱碳），晶粒变得粗大，心部组织仍为铁素体加珠光体，但已看不到组织变形所产生的滑移线；而在不锈钢界面则有大量的黑色小颗粒，钛钢复合板可能是脱碳后形成的碳化铬颗粒料的优点于一体，充分发挥了不同金属材料的使用性能，大大节约了稀有金属材料，从而降低设备的生产成本。铝/钢、铅/钢、钛/钢、银/铜等。 四、爆炸复合板的应用 爆炸复合法生产的复合材料已经广泛应用于石油、化工、造船、电子、电力、冶金、机械、航空航天、原子能等工业领域。复合板是一种以碳钢为基板，单面或多面以贵重金属为复层的双金属高效节能新型复合材料, 经过爆炸焊接的特殊加工工艺复合而成，既具有贵重金属的耐腐蚀性、耐磨性，又具有碳钢良好的可焊性、成型性、延伸性、导热性；爆炸复合板现广泛应用于石油化工、冶金、制盐制碱、水工行业、核工业行业中。
爆炸复合钢板基础知识
爆炸复合钢板基础知识 爆炸焊接是指利用炸药爆炸瞬间产生的巨大能量，把不同金属部件瞬间焊接起来的复合材料加工技术。它的最大优点是这种技术能将性能不同，特别是不相溶的金属进行焊接成一体，可节约大量的不锈钢及贵重金属；它不仅有生产幅面大、结合率高、成本低的优势，同时具有贵重金属的耐磨性、耐腐蚀性，而且还有碳钢良好的可焊性、延伸性、成型性；新型的复合钢板以其经济的价格、优良的性能等特点。例如，铝一钢、钛—钢等组合是常规方法所难以焊接的，即使采取特殊措施，其焊接质量也难以保证。而利用爆炸方法，却能高质量地实现这样的焊接，而且焊接界面的强度往往大于母体金属的强度，一次爆破结合率达到99.9%，其抗剪切强度Jb达到300—450N/MM，远远大于国家标准及相应的日本标准JISG160的规定值>200Mpa,更加确保设备的安全性，钛—钢的抗剪切强度目前国内各厂家均可达到200Mpa以上，这是其它焊接方法所无法比拟的。目前工程上常用的焊接组合有：铜-钢，铝-钢，铜-铝，钛-钢，不锈钢-钢，镍-钢，银-铜，铅-钢等。 爆炸焊接的另一个优点是可以进行大面积焊接，即可以把一个金属板，以“覆盖”的方式，焊接在另一个金属板上。这是爆炸焊接的又一个突出特征，被特别取名为“爆炸复合”。由此而得到的、由两种（或两种以上）金属板组成的新型板材，就叫“复合板”。 复合板用量最大的部门是化学和石油化学工业。此外，还有其它部门，例如冶金、造船、制盐、制碱、核能、宇航、制药、食品、电子和机械制造等。需要量最大的主要是大面积复合钢板，用以制造大型工件。例如：石
油精炼工厂的真空塔、蒸馏塔、热交换器；化工厂的各种反应塔、沉析槽、搅拌器；海水淡化厂的海水淡化装置；造纸工业中的染色缸、洗涤塔、高压釜；制盐工业中的蒸发器；核能工业中的加压器、脱盐装置、纯水装置、反应堆热交换器的管板，以及各种金属等接头等。 爆炸焊接方法是本世纪40年代提出的。十几年后，爆炸焊接技术就已被引入到工业工程中。我国对爆炸焊接的研究始于60年代。近年来，爆炸焊接技术在我国得到广泛的研究和应用，以西安西北有色金属研究院为代表的爆炸复合钢板厂家迅速成长壮大，南京、沈阳等地的爆炸复合钢板生产技术和能力都比较强。国家很早就出台了相关标准，国内的PTA行业、氯碱等行业的高温高压容器、换热器等都大量采用钛材复合钢板来提高设备的抗腐蚀能力。
金属基复合材料整理
第一章 1.内生增强的金属基复合材料具有如下特点（第5页）： 1）增强体是从金属基体中原位形核、长大的热力学稳定相，因此，增强体表面无污染，避免了与基体相容性不良的问题，且界面结合强度高。 2）通过合理选择反应元素（或化合物）的类型、成分及其反应性，可有效地控制原位生成增强体的种类、大小、分布和数量。 3）省去了增强体单独合成、处理和加入等工序，因此，其工艺简单，成本较低。 4）从液态金属基体汇总原位形成增强体的工艺，可用铸造方法制备形状复杂、尺寸较大的近净成形构件。 5）在保证材料具有较好的韧性和高温性能的同时，可较大幅度地提高材料的强度和弹性模量。 2.金属基复合材料特性（第5页）： 高比强度，高比模量 良好的导电导热性能 热膨胀系数小，尺寸稳定性好 良好的高温性能 耐磨性能好 良好的疲劳性能和断裂韧度 不吸潮，不老化，气密性好 第二章 1.增强体的作用（第8页） 增强体是金属基复合材料的重要组成部分，它起着提高金属基体的强度、模量、耐热性、耐磨性等性能的作用。 2.选择增强体的主要考虑因素（5个）（原则） （1）力学性能：杨氏模量和塑性强度； （2）物理性能：密度和热扩散系数； （3）几何特性：形貌和尺寸； （4）物理化学相容性； （5）成本因素。 3.制造碳纤维需要经历的5个阶段：（第12页） (1)拉丝：可用湿法、干法或者熔融状态三种任意一种； (2)牵伸：在室温以上，通常是100～300℃范围内进行； (3)稳定：通过400℃加热氧化的方法； (4)碳化：在1000～2000℃范围内进行； (5)石墨化：在2000～3000℃范围内进行。 4.溶胶-凝胶法的特点（第18页） 优点： 制品的均匀度高，尤其是多组分的制品，其均匀程度可达分子或原子水平； 制品纯度高，而且溶剂在处理过程中容易被除去； 烧结温度比传统方法低400~500℃； 制备的氧化铝纤维直径小，因而抗拉强度有较大提高； 溶胶－凝胶法工艺简单，可设计性强，产品多样化，是一种很有发展前途的制备无机材料的方法。