李雪交, 马宏昊, 沈兆武, 王鲁庆, 余 勇

(中国科学技术大学 中科院材料力学行为和设计重点实验室, 安徽 合肥 230026)

1 引 言

随着现代工业的发展,单一金属组元的性能难以满足要求,而层状金属复合板结合了金属组元各自的优点,具有较高的经济效益与应用前景,已广泛应用于航空航天、汽车、机械制造、船舶、化工等领域[1-3]。目前层状金属复合板的生产主要采用轧制法、爆炸焊接法和爆炸焊接-轧制法。但爆炸焊接法生产层状复合板覆层厚度受到限制,覆层较厚时碰撞能量较大,界面易产生过熔现象,而且焊接药量较大,产生严重的环境污染、震动和噪声[4]。热轧法生产复合板工艺复杂,金属材料较为活泼时复合板界面金属易氧化,而冷轧法生产复合板的厚度受到轧机轧制力的限制。

钛及其合金具有良好的耐腐蚀性能、耐热性以及碳钢的强度和塑性,广泛应用到石化设备容器制造、 核电设备冷凝器、海水工程等领域。钛-钢复合板具有钛材优良的耐腐蚀性能以及钢材的强度,而且可降低成本和节约大量的钛材。但钛-钢爆炸焊接时界面易产生过熔现象和脆性金属间化合物,影响复合板界面的结合质量。韩丽青[5]等研究了TA2/316L复合板结合区附近显微组织结构和成分。结果表明结合区存有不连续的熔化层,该层含有大量金属基体小碎块和金属间化合物,并伴随着裂纹、气孔等缺陷的产生。赵峰[6]等分析爆炸焊接-热轧条件下钛-钢复合板界面两侧金属元素分布和界面微观形貌变化,结果表明复合板界面呈平直状,靠近钢侧界面出现脱碳层,引起界面附近碳元素重新分布。……