钛、锆、钽等稀贵金属具有高强度、耐腐蚀等优异性能,在航空航天、石油、化工等领域具有良好的应用前景,可用来制造一些特殊的设备或构件如压力容器等。采用纯稀贵金属材料制造压力容器,不仅耗资大,而且造成资源浪费,故通常将该类材料同钢板复合后使用。钛、锆、钽等稀贵金属与钢不能进行熔化焊接,应用爆炸焊接技术,加工钛、锆、钽等稀贵金属/钢复合板,为节约资源、降低设备造价、满足特殊耐蚀要求,提供了一条实用、可靠的途径。上述材料的研究开发及推广应用,对于经济、高效、科学、合理地利用有色金属资源、促进航天航空、石油化工、电力电子、海洋工程、环境保护产业发展将起到积极地推动作用；对于替代材料进口,节约外汇也将发挥积极的作用,社会、经济效益十分显著。钽、锆、钛等稀有金属材料的爆炸焊接为爆炸加工技术提供了全新的应用领域,该项目的研究特别是关于其焊接参数、界面热力学行为和材料学行为、热处理工艺的研究将丰富现有的爆炸焊接理论,并促进爆炸力学、金属物理学、材料学等学科的交叉。论文针对钽、锆、钛等稀贵金属材料的爆炸焊接,开展了多层爆炸焊接窗口和动态参数设计、稀贵金属爆炸复合板热处理工艺、界面结合强度影响因素、大面积和高结合率影响因素及控制方法等方面的研究,为该类材料的制备和应用奠定了良好的基础,主要研究成果有：1)双层及多层爆炸焊接窗口及动、静态参数计算：提出了一种多层爆炸焊接窗口及动、静态参数的计算方法,并编制爆炸焊接参数计算程序V3.0,该程序可绘制双层或／多层爆炸焊接的流动限、声速限、下限和上限,可以绘制爆炸焊接窗口,并可以计算静态参数中的炸高。2)钛／钢和锆／钛／钢爆炸复合参数研究：开展了钛／钢和锆／钛／钢的小倾角法爆炸焊接实验,利用SPH无网格法模拟得到了爆炸焊接过程中的动态参数。对试样在不同位置进行了显微形貌分析、剪切强度测试和结合界面的元素线分布分析。讨论了碰撞速度、碰撞角和碰撞压力等对界面波、界面的剪切强度、元素扩散的影响。3)钛／钢、锆／钛／钢的热处理工艺：对钛钢双层复合板和锆钛钢三层复合板进行了退火热处理,通过组织形貌、元素分布和剪切强度检测分析了退火参数对复合板性能的影响。4)界面结合强度影响因素及控制方法：分析了爆炸焊接界面附近常发生的对界面结合强度有影响的因素包括漩涡、元素扩散、绝热剪切带、气孔等。对爆炸焊接场量尤其是应变场、温度场进行了计算,结合计算结果分析了上述现象发生的机制,探讨了界面结合质量的控制方法。5)大面积和高结合率影响因素及控制方法研究：分析了影响复合面积和复合率的两个主要因素——边界效应和起爆端效应——形成的原因,然后对其影响进行了计算分析,提出了消除边界效应和起爆端效应的控制方法和技术措施。