GR12 Patlayıcı Kaynaklı Kompozit Levha

Metalografik gözlem Şekil 1, patlayıcı bileşik plakanın bağlanma arayüzünün mikro yapı fotoğrafını göstermektedir. Genel olarak, patlayıcı kaynak sonrası kompozit plakaların arayüzleri düz, dalgalı arayüzler ve eriyen katmanları içerir. Genel olarak, dalgalı bağlantı arayüzlerine sahip kompozit plakaların daha iyi performansa sahip olduğuna inanılmaktadır. Patlayıcı kaynak işleminde, yapıştırma bölgesindeki metal, yüksek basınç ve ani darbe yükü etkisi altında farklı derecelerde deforme olacaktır. Şekil 1 (a)'dan kompozit plakanın arayüzünün bariz dalgalı kombinasyon gösterdiği ve patlama yönü boyunca periyodik olarak tekrar ettiği görülebilir.

Şekil 1 (b), kompozit plakanın çelik tarafının mikro yapısını göstermektedir. Çekme ve lifli plastik deformasyonun yan taraftaki mikro yapı tanesinde meydana geldiği ve arayüzün yakınında en güçlü olduğu görülebilir. Ara yüzey bağlama bölgesinden matrise mikro yapı, ince taneli bölgeye, lifli bölgeye ve orijinal mikro yapı bölgesine bölünebilir ve ince taneli bölgenin genişliği nispeten dardır.

Arayüze yakın titanyum tarafında, çelik tarafınkine benzer plastik deformasyon özellikleri bulunmamakla birlikte, yapıştırma arayüzüne yaklaşık 45 derecelik bir açı yapan ve titanyum tarafına uzanan eğimli çizgiler ve çok sayıda eğimli çizgi vardır. adyabatik kayma çizgileri olarak adlandırılan dalga tepesinde, Şekil 1 (c)'de gösterildiği gibi. Patlayıcı kaynak işleminin yüksek basınç anlıklığı nedeniyle, düşük tokluğa sahip titanyumun kayma ve ikizlenme şeklinde plastik deformasyon gerçekleştirme zamanı yoktur, sadece kesme yolunda deforme olabilir. Kesme noktasının sürekli izi, adyabatik bir kesme çizgisi oluşturur. Genellikle, adyabatik kayma çizgilerinin oluşumunun, malzemelerin darbe tokluğu ve patlayıcı yükü ile ilgili olduğuna inanılmaktadır.

Patlayıcı kaynak işleminde, basınç dalgalanması nedeniyle metal jet dalgalanır ve jetin periyodik olarak taban kaplama plakası tarafından yakalanmasına neden olur ve böylece Şekil 1 (d)'de gösterildiği gibi benzersiz bir girdap yapısı oluşturur. Girdapta gözenekler, çatlaklar ve safsızlıklar olabilir. Bunun nedeni, patlayıcı kaynak işleminde bir yandan kaynak süresinin kısa olması, soğumanın çok hızlı olması ve ilgili gazın zamanında tahliye edilemeyebilmesidir; Öte yandan, bu gazlar güçlü türbülansın etkisi altında girdap içinde kapanır ve bu da boşalmayı zorlaştırır, böylece gözenekler oluşur. Çatlakların oluşumu esas olarak çok hızlı soğuma hızının neden olduğu iç gerilimden kaynaklanmaktadır. Safsızlıklar esas olarak jet yüzeyi yıkadığında oluşur. Bu kusurlar sadece eritme bloğunda bulunduğundan, ara yüzey bağlanması üzerinde büyük bir olumsuz etkiye sahip olmayacaklardır. Bunun nedeni ayrıca taban plakaları arasındaki bağlanma alanını artıran ve bunların bağlanma mukavemetini geliştirmeye yardımcı olan girdabın varlığından kaynaklanmaktadır.

Benzer olmayan metallerin patlayıcı kaynak işleminde, arayüzdeki metal yerel erime üretebilir ve karmaşık termal döngünün etkisi altında arayüzde kırılgan faz oluşturabilir, bu da bağlanma kuvvetini azaltabilir ve hatta çatlamaya neden olabilir. Bu nedenle, arayüzde faz yapısı bileşimini analiz etmek gereklidir. Şekil 2, titanyum-çelik patlayıcı kompozit plakanın bağlanma arayüz alanının ölçülmüş XRD analiz eğrisini göstermektedir. Görüldüğü gibi arayüzey bağlanma alanı esas olarak - Ti, B-Ti ve a-Fe temel faz bileşimi; Aynı zamanda az miktarda FeTi ve Fe2Ti intermetalik bileşikler de oluşmuştur. Bunun nedeni, patlayıcı kaynağın soğutma işlemi sırasında çözünürlüğün sınırlandırılması nedeniyle arayüzün yerel ergime alanının çökelmesi veya arayüzde T ve Fe'nin birbirleriyle reaksiyona girmesi olabilir. Genel olarak, kompozit levhanın bağlanma arayüzünde oluşan az sayıda kırılgan faz nedeniyle, bu belgede sonraki test ve analiz sonuçlarının kompozit levhanın mekanik özellikleri üzerinde önemli bir olumsuz etkisi yoktur.