连铸结晶器是连铸机的重要部件,被称之为连铸设备的“心脏”。传统结晶器的制作工艺为挤压成形,由于成形机理不符合管坯应变特征,使其形状、尺寸精度、以及内表面硬度均难以达到高效结晶器的应用标准。结晶器铜板爆炸硬化是将炸药敷设在结晶器铜板上表面,炸药爆炸产生法向冲击载荷,使得结晶器铜板高速冲向基座,从而在下表面与基座接触时产生大量形变,这样致使结晶器铜板下表面一定层深的组织和结构发生了改变以达到硬化目的。这对管式结晶器的使用寿命、提高钢坯拉速、降低我国钢铁生产能耗、提高产业升级有十分重大的意义。结晶器铜板爆炸硬化是一种特种成形方法中伴随的一种硬化效应。采用这种方法,对不同厚度或形状的结晶器爆炸成形均可以使表面得到硬化。而且爆炸成形具有成形精度高、高效节能、操作简便、硬化效果好等工艺特征。本论文在检索和阅读大量国内外相关文献的基础上,对三种结晶器常用铜板进行了爆炸硬化试验研究。并对硬化机理进行了微观上的分析。试验结果表明:1、爆炸硬化方法能够成功实现结晶器铜板表面的硬化和耐磨性的提高,其硬度能够满足高效结晶器的应用。这项技术为结晶器的成形和结晶器铜板的硬化提供了一条有效的新途径。2、试验表明结果表明,采用爆炸硬化方法对22.5mm厚DHP铜板、AgCu铜板进行硬化,同等单位面积药量与退火态相比硬度分别提高了87.8%、153%,耐磨性分别提高了36.3%和20%。而Cu-CrZr铜板经爆炸冲击硬度没有发生太大改变,耐磨性也没有得到明显提高。3、通过对爆炸冲击后铜板表面显微组织的观察,对结晶器爆炸硬化机理进行了微观的分析和研究,认为结晶器铜板爆炸硬化的微观机理主要有硬化层塑性形变强化硬化机理、硬化层细晶强化硬化机理、硬化层形变孪晶强化硬化机理、动态应变时效强化硬化机理和沉淀强化硬化机理构成。4、通过对三种铜质材料的试验结果和爆炸硬化效应结果分析,为连铸结晶器爆炸成形技术的工业应用,奠定了提高连铸结晶器使用寿命的重要试验基础。同时,为该项表面硬化技术扩展到板式结晶器铜板的硬化处理提供了重要依据。