1. Kísérleti anyagok
A szakítószilárdságú próbadarab mintát vesz az anyagból, és a méretet a GB/T 228 szerint határozzuk meg.{1}} "Fémes anyagok szakítóvizsgálata 1. rész: Szobahőmérséklet vizsgálati módszer" [8], az 1. ábrán látható módon A minta hossza 300 mm. Három azonos összetett arányt terveztek, TB-1, TB-2 és TB-3 számmal. Az acél alapréteg vastagsága 10 mm, a titán réteg vastagsága 2 mm volt. A próbatest mérettervezése a 2. ábrán látható. A vágott és formált próbatest a 3. ábrán látható.
A titánréteg és az alacsony széntartalmú acélréteg eloszlása jól látható a 4. ábrán látható lemez keresztmetszetének anyagszervezési diagramjából.
2. ábra A próbatest méretének tervrajza
3. ábra A próbadarab vágási és alakítási diagramja 4. ábra A próbadarab keresztmetszeti anyagszerkezeti diagramja
TA2+Q235B robbanásveszélyes titán acél kompozit lemez, ipari tiszta titán burkolattal
TA2, A vastagsága 2mm, az alapréteg pedig 11mm vastag Q235B acélból készül. Az 1. táblázat a TA2 és Q235B mechanikai teljesítménymutatóit mutatja.
A GB/T 228.1-2010 [8] szerint huzalvágott TA2+Q235B kompozit lemez húzó próbatestek. A szakítóvizsgálatot egy mikroszámítógépes szervohidraulikus univerzális vizsgálógépen, az egypontos kifáradási tesztet pedig egy MTS810 fáradtságvizsgáló gépen végezték el. Öt feszültséget választottunk ki egymás után: 0.5rm, {{10}}.45rm, 0.4rm, 0.35rm és 0.3rm. A feszültségszintek a teszt során fokozatosan csökkentek, 30 Hz-es szinuszhullám-frekvenciával, -1 feszültségaránnyal és 2 × 105-szörös terhelési frekvenciával. A titán acél kompozit lemez felületének mikroszerkezetét Zeiss Axiovert 200MAT metallográfiai mikroszkóppal elemeztük és megfigyeltük.
2. Kísérleti folyamat
A terhelés kezdetén a terhelés növekedésével a próbatest enyhén megnyúlik, keresztmetszetén zsugorodás jelei mutatkoznak. A terhelés további növekedésével a próbatest deformációja nő. A maximális értékre való terheléskor a minta nyakát mutatta, és végül eltört. A kísérlet során két hang kísérte a próbatestet a betöltés kezdetétől a meghibásodásig. Az első a titán acél határfelület leválasztása, a második pedig a próbadarab törése. Látható, hogy az alap és a burkolattitán acél kompozit lemezekegyütt tudnak működni a húzási folyamat során. Az egyes próbatestek mért adatait a 2. táblázat tartalmazza. Érdemes megjegyezni, hogy az összes próbatest törési alakja hasonló, és feszültséggel kísért hajlítási alakváltozás, amely a lemezben lévő maradékfeszültség felszabadulásának köszönhető. Ugyanakkor a TA2+Q235B acél mikroszkópos elemzése azt mutatja, hogy a mikroszkopikus megjelenés a réteg mindkét oldalán hasonló, ami azt jelzi, hogy a két fémanyag jó kapcsolattal rendelkezik a kötés szempontjából.
Ha a nyúlás 8% alatt van, a görbe meredeksége hajlamos ellaposodni
Lassú és nyilvánvaló deformáció. Eközben az acél alakváltozási terhelési arányának növekedésével az alakváltozási képesség fokozatosan csökken, ami a titán feszültségbeli arányának csökkenéséből adódik. A mérés során kiderült, hogy a próbatest hossza először a közepén nőtt, majd fokozatosan mindkét végére terjedt. Az alapréteg és a kompozit réteg nyúlása megegyezett, ami azt jelzi, hogy koordinált deformáción mentek keresztül. A mérési eredményekből az is látható, hogy a próbatest közepén a legnagyobb az alakváltozás, és a keresztmetszetben egyenletes az alakváltozás, ami az alapréteg és a kompozit réteg összehangolt alakváltozását jelzi. Amikor az anyag megnyúlik és törik, a diszlokáció csúszási síkja mentén mozog, és a csapadékkristályok nem folytonos diszlokációs dugókként jelennek meg. A kísérlet során a feszültségkoncentráció a gyenge területeken található pórusok miatt következett be. Ahogy a nyírófeszültség nőtt, a pórusok összegyűlnek és végül elnyelődtek, ami töréshez vezetett. A hordozón keresztül és a kompozit anyag mikro szakítószilárdsági diagramja nyilvánvaló szívóssági jellemzőket mutat a törési felületen, a felületen bizonyos számú, változó méretű elliptikus vagy kör alakú gödör található, amelyek méretükben egyenlőtlenül oszlanak el, jelezve, hogy az anyag jelentős képlékeny deformáción ment keresztül, mielőtt törés.
