การศึกษาโครงสร้างจุลภาคที่ไม่สม่ำเสมอของส่วนต่อประสานการระเบิดในแผ่นคอมโพสิตเหล็กไทเทเนียม

คุณภาพของประสิทธิภาพการประสานส่วนต่อประสานของแผ่นคอมโพสิตที่เชื่อมด้วยการระเบิดเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพโดยรวมและความปลอดภัยในการให้บริการของแผ่นคอมโพสิต ปัจจุบันการวิจัยเกี่ยวกับแผ่นคอมโพสิตเชื่อมด้วยการระเบิดของเหล็กไทเทเนียมทั้งในและต่างประเทศมุ่งเน้นไปที่ระดับโครงสร้างคุณสมบัติทางกลคุณสมบัติทางเคมีไฟฟ้าและด้านอื่น ๆ ของส่วนต่อประสานเป็นหลัก อินเทอร์เฟซไม่สม่ำเสมอที่เกิดจากปัจจัยต่างๆ ทำให้เกิดความแตกต่างในด้านแรงดึง แรงเฉือน การกระแทก เคมีไฟฟ้า ความล้า และคุณสมบัติอื่นๆ ระหว่างแผ่นคอมโพสิตที่เชื่อมด้วยการระเบิด และการหุ้มและซับสเตรตที่เป็นเนื้อเดียวกัน

การวิจัยแสดงให้เห็นว่าสามารถรับอินเทอร์เฟซแบบแบนหรือแบบหยักได้ภายใต้พารามิเตอร์กระบวนการที่แตกต่างกัน และอินเทอร์เฟซแบบหยักทั่วไปสามารถรับได้โดยการเชื่อมแผ่นคอมโพสิตโลหะที่แตกต่างกันภายในหน้าต่างการเชื่อมที่เหมาะสม ปริมาณการระเบิดที่สูงจะทำให้การเปลี่ยนรูปแบบพลาสติกรุนแรงขึ้นที่ส่วนต่อประสาน ส่งผลให้เมล็ดข้าวยืดออกเป็นองศาที่แตกต่างกันตามทิศทางการระเบิด และมาพร้อมกับการก่อตัวของเฟสอินเตอร์เมทัลลิกที่เปราะใหม่บางเฟส ส่วนต่อประสานรูปคลื่นที่เกิดจากการไหลของโลหะที่รุนแรงที่ส่วนต่อประสานของแผ่นคอมโพสิตที่เชื่อมด้วยการระเบิดของเหล็กไทเทเนียมช่วยปรับปรุงสภาพการยึดเกาะของส่วนต่อประสานและเพิ่มประสิทธิภาพแรงเฉือนของส่วนต่อประสานการยึดเกาะตามทิศทางการเชื่อมด้วยการระเบิด ธัญพืชที่อยู่ใกล้กับส่วนต่อประสานของแผ่นคอมโพสิตเหล็กไทเทเนียมมีขนาดเล็กมากและมีขนาดและรูปร่างไม่สม่ำเสมอ มีการกระจายของเกรนในระดับภูมิภาคที่ชัดเจนจากส่วนต่อประสานด้านวัสดุพิมพ์ไปยังพื้นที่ที่ห่างไกลจากส่วนต่อประสาน และเกรนด้านที่หุ้มก็เกิดการเสียรูปเช่นกัน โดยทั่วไปค่าความแข็งระดับไมโครจะสูงที่สุดที่ส่วนต่อประสานของพันธะ เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของค่าความแข็งระดับไมโครจะขึ้นอยู่กับขนาดของเกรน การเสียรูปของพลาสติก และแม้แต่การเปลี่ยนเฟส มีเส้นเฉือนแบบอะเดียแบติกหรือที่เรียกว่าเส้นบินที่ส่วนต่อประสานไทเทเนียมที่ด้านหุ้ม โครงสร้างนี้เปลี่ยนแปลงภายใต้การอบอ่อนที่อุณหภูมิต่างกันจนกว่าจะหายไป วัตถุประสงค์ของการดำเนินการทดสอบคุณสมบัติทางกลบนแผ่นคอมโพสิตเหล็กไทเทเนียมคือเพื่อประเมินและตอบสนองตัวบ่งชี้ความต้านทานแรงดึง ความแข็งแรงของผลผลิต และความต้านทานแรงเฉือนของแผ่นคอมโพสิตเหล็กไทเทเนียมที่ระเบิดได้ เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดมาตรฐาน บทความนี้ใช้แผ่นคอมโพสิตระเบิดเหล็กไทเทเนียมที่มีไทเทเนียมบริสุทธิ์ทางอุตสาหกรรมและเหล็กกล้าคาร์บอนซับสเตรตเป็นวัตถุวิจัย และศึกษาโครงสร้างจุลภาค โครงสร้าง ลำดับชั้น และคุณสมบัติเชิงกลของส่วนต่อประสานพันธะของแผ่นคอมโพสิตเหล็กไทเทเนียม มีการวิเคราะห์อิทธิพลของความไม่สม่ำเสมอของส่วนต่อประสานของแผ่นคอมโพสิตเหล็กไทเทเนียมที่มีต่อคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุ โดยให้พื้นฐานทางทฤษฎีสำหรับการคำนวณการออกแบบและการประยุกต์ใช้ทางวิศวกรรมของภาชนะรับความดัน อาวุธ และอุปกรณ์ ฯลฯ

1. การเลือกและการเตรียมวัสดุ

ใช้ไทเทเนียม ASTM B265 Gr.1 เป็นวัสดุหุ้ม มีความหนา 5 มม. ใช้เหล็กกล้าคาร์บอน ASTM A516 Gr.70 ที่มีความหนา 35 มม. เป็นพื้นผิว ตามมาตรฐาน ASTM B898-11 (2016) แผ่นคอมโพสิตเหล็กไทเทเนียมถูกเตรียมโดยใช้วิธีการเชื่อมแบบระเบิด องค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางกลของซับสเตรตและการหุ้มแสดงไว้ในตาราง 1-3 ตามลำดับ

แท็บ. 1 องค์ประกอบทางเคมีของแผ่นหุ้ม B265Gr 1

ในระหว่างการเชื่อมด้วยวัตถุระเบิด พลังงานของวัตถุระเบิดจะแพร่กระจายในรูปของคลื่นตามทิศทางของการระเบิด พื้นผิวโลหะผ่านการเสียรูปพลาสติกอย่างรุนแรงภายใต้การกระทำของคลื่นกระแทก และความร้อนจำนวนมากเกิดขึ้นที่พื้นผิวสัมผัส ส่งผลให้โลหะละลาย โลหะจะไหลและสร้างไอพ่น ก่อตัวเป็นกระแสน้ำวน (ดูรูปที่ 1 (b)) และส่วนต่อประสานสุดท้ายจะรวมกันเป็นรูปร่างคล้ายคลื่น โดยทั่วไปกระแสน้ำวนเป็นส่วนผสมทางกลที่ประกอบด้วยสสารต่างๆ เช่น เศษโลหะที่ถูกพาไปด้วยไอพ่น วัสดุหล่อเย็นที่หลอมละลาย สารประกอบระหว่างโลหะ และเม็ดโลหะของสารเคลือบหรือสารตั้งต้นที่ตำแหน่งเดิม มีข้อบกพร่อง เช่น รูพรุนที่ติดอยู่ และโครงสร้างที่หลวมหรือแตกร้าวซึ่งเกิดจากการแข็งตัวอย่างรวดเร็วภายในกระแสน้ำวน รูปที่ 2 แสดงสัณฐานวิทยา SEM ของขอบเขตลำดับชั้นต่างๆ ที่ส่วนต่อประสานของแผ่นคอมโพสิตเหล็กไทเทเนียม