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非晶态合金是新型功能材料研究的热点之一。采用从熔体直接快淬方法可以生产出一系列非晶态金属材料,由于在合金微观结构上呈现高度无序的玻璃态,使得合金有许多不同于普通金属的性能。许多非晶态合金材料兼有众多优异性能于一身,如同时具备高强度、高硬度、优异的磁学性能,抗腐蚀性等等。这样开发非晶态合金材料具有广泛的应用范围和极大的开发价值。但是,由于快淬形成的特点所决定,一般非晶态合金只能以条带、薄片与粉末形式存在。为此,开发块体非晶态合金成为这类功能材料实用化的焦点问题。总结非晶态块体合金制备技术可以归纳为四个方向,即粉末冶金技术、固态反应、从液相中直接制取、爆炸加工等等。本论文重点研究非晶态合金块体的爆炸焊接制备技术。论文主要研究成果有: 1.针对多层非晶态合金薄带爆炸焊接的特殊性,提出了“薄带爆炸焊接理论窗口”,对焊接上、下限、流动限分别给予新的限定。 2.多层非晶态合金薄带爆炸焊接后的样品中有时出现宏观和微观裂纹。为了减少裂纹的产生需对爆炸焊接界面附近的应变率、应变分布规律进行分析。论文中采用理想流体对称碰撞模型沿流线详细研究驻点近区的沿流线应变率、应变分布规律。并且发现了焊接界面附近最大应变率出现的位置及其分布规律,为分析界面绝热剪切带形成打下了基础。在焊接界面附近应变计算中得到了在相同碰撞速度、不同爆速下的整体应变分布规律。 3.爆炸焊接界面附近温升是由爆炸绝热压缩和畸变形能沉积两者造成的。通过计算绝热压缩温升和畸变形能沉积产生的温升,给出熔化判据,定量估计出了在小碰撞角下爆炸焊接界面熔化层厚度。 4.结合爆炸焊接传热的特殊性和焊接界面熔化层厚度计算,提出用一种方波型温度场模型来解释非晶态薄带爆炸焊接后能保证非晶态的原因。结果表明该模型很好解释这一现象:多层非晶态薄带爆炸焊接后,界面能保持很好的非晶态。 5.实验上,论文中完成了20~120层,25μm厚非晶薄带的爆炸焊接,焊件分别制成板状件与管状件。同时也完成了单层非晶态薄带与普通钢的焊接实验。