Plat Komposit GR12 Dengan Kimpalan Letupan

Pemerhatian metalografi Rajah 1 menunjukkan foto struktur mikro antara muka ikatan plat komposit bahan letupan. Secara amnya, antara muka plat komposit selepas kimpalan letupan termasuk antara muka lurus, beralun dan lapisan lebur. Secara amnya dipercayai bahawa plat komposit dengan antara muka ikatan beralun mempunyai prestasi yang lebih baik. Dalam proses kimpalan letupan, logam dalam zon ikatan akan berubah bentuk kepada darjah yang berbeza di bawah tindakan tekanan tinggi dan beban hentaman serta-merta. Ia boleh dilihat daripada Rajah 1 (a) bahawa antara muka plat komposit menunjukkan gabungan beralun yang jelas dan berulang secara berkala sepanjang arah letupan.

Rajah 1 (b) menunjukkan struktur mikro sisi keluli plat komposit. Ia boleh dilihat bahawa ubah bentuk plastik tegangan dan berserabut berlaku dalam butiran mikrostruktur sisi, dan paling kuat berhampiran antara muka. Struktur mikro dari zon ikatan antara muka ke matriks boleh dibahagikan kepada zon berbutir halus, zon berserabut dan zon mikrostruktur asal, dan lebar zon berbutir halus agak sempit.

Di bahagian titanium berhampiran antara muka, tiada ciri ubah bentuk plastik yang serupa dengan bahagian keluli ditemui, tetapi terdapat garis condong dengan anggaran sudut 45 darjah ke antara muka ikatan dan memanjang ke bahagian titanium, dan terdapat banyak garis condong pada puncak gelombang, yang dipanggil garis ricih adiabatik, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1 (c). Oleh kerana proses kimpalan letupan tekanan tinggi, titanium dengan keliatan rendah tidak mempunyai masa untuk melakukan ubah bentuk plastik dalam cara gelongsor dan berkembar, tetapi hanya boleh berubah bentuk dalam cara ricih. Jejak berterusan titik ricihnya membentuk garis ricih adiabatik. Secara amnya dipercayai bahawa penjanaan garis ricih adiabatik adalah berkaitan dengan keliatan impak dan beban letupan bahan.

Dalam proses kimpalan letupan, pancutan logam turun naik disebabkan oleh turun naik tekanan, menyebabkan pancutan ditangkap secara berkala oleh plat bersalut asas, dengan itu membentuk struktur pusaran yang unik, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1 (d). Mungkin terdapat liang, retak dan kekotoran dalam pusaran. Ini kerana dalam proses kimpalan letupan, dalam satu tangan, masa kimpalan adalah pendek, penyejukan sangat cepat, dan gas yang terlibat mungkin tidak dilepaskan dalam masa; Sebaliknya, gas ini ditutup dalam pusaran di bawah tindakan pergolakan yang kuat, yang menjadikannya sukar untuk dilepaskan, sehingga membentuk liang. Pembentukan keretakan terutamanya disebabkan oleh tekanan dalaman yang disebabkan oleh kadar penyejukan yang terlalu cepat. Kekotoran terutamanya terbentuk apabila jet membasuh permukaan. Kerana kecacatan ini hanya wujud dalam blok lebur, ia tidak akan mempunyai kesan buruk yang besar pada ikatan antara muka. Ia juga kerana kewujudan pusaran, yang meningkatkan kawasan ikatan antara plat asas dan kondusif untuk meningkatkan kekuatan ikatannya.

Dalam proses kimpalan letupan logam yang tidak serupa, logam pada antara muka boleh menghasilkan lebur tempatan dan membentuk fasa rapuh pada antara muka di bawah tindakan kitaran haba yang kompleks, yang boleh mengurangkan kekuatan ikatan dan juga menyebabkan keretakan. Oleh itu, adalah perlu untuk menganalisis komposisi struktur fasa pada antara muka. Rajah 2 menunjukkan lengkung analisis XRD yang diukur bagi kawasan antara muka ikatan bagi plat komposit bahan letupan titanium-keluli. Ia boleh dilihat bahawa kawasan ikatan antara muka terutamanya terdiri daripada - komposisi fasa asas Ti, B-Ti dan a-Fe; Pada masa yang sama, sejumlah kecil sebatian antara FeTi dan Fe2Ti juga terbentuk. Sebabnya mungkin kawasan lebur tempatan antara muka memendakan semasa proses penyejukan kimpalan letupan disebabkan oleh had keterlarutan, atau T dan Fe bertindak balas antara satu sama lain di antara muka. Secara amnya, disebabkan bilangan fasa rapuh yang kecil yang terbentuk dalam antara muka ikatan plat komposit, keputusan ujian dan analisis seterusnya dalam kertas ini tidak mempunyai kesan buruk yang ketara terhadap sifat mekanikal plat komposit.