Piastra composita GR12 con saldatura esplosiva

Osservazione metallografica La figura 1 mostra la foto della microstruttura dell'interfaccia di legame della piastra composita esplosiva. Generalmente, le interfacce delle piastre composite dopo la saldatura esplosiva includono interfacce diritte, ondulate e strati di fusione. Si ritiene generalmente che le lastre composite con interfacce di incollaggio ondulate abbiano prestazioni migliori. Nel processo di saldatura esplosiva, il metallo nella zona di incollaggio si deformerà in misura diversa sotto l'azione dell'alta pressione e del carico d'urto istantaneo. Si può vedere dalla Figura 1 (a) che l'interfaccia della piastra composita mostra un'ovvia combinazione ondulata e si ripete periodicamente lungo la direzione dell'esplosione.

La figura 1 (b) mostra la microstruttura del lato in acciaio della piastra composita. Si può vedere che la deformazione plastica fibrosa e tensile si verifica nella grana della microstruttura del lato ed è più forte vicino all'interfaccia. La microstruttura dalla zona di legame dell'interfaccia alla matrice può essere suddivisa in zona a grana fine, zona fibrosa e zona di microstruttura originale, e la larghezza della zona a grana fine è relativamente stretta.

Sul lato in titanio vicino all'interfaccia non si riscontrano caratteristiche di deformazione plastica simili a quelle del lato in acciaio, ma sono presenti linee inclinate con un angolo di circa 45 gradi rispetto all'interfaccia di incollaggio e che si estendono fino al lato in titanio, e sono presenti molte linee inclinate alla cresta dell'onda, che sono chiamate linee di taglio adiabatiche, come mostrato nella Figura 1 (c). A causa dell'elevata istantaneità della pressione del processo di saldatura esplosiva, il titanio con bassa tenacità non ha il tempo di eseguire deformazioni plastiche nel modo di scorrimento e gemellaggio, ma può essere deformato solo nel modo di taglio. La traccia continua del suo punto di taglio forma una linea di taglio adiabatica. Si ritiene generalmente che la generazione di linee di taglio adiabatiche sia correlata alla resilienza e al carico esplosivo dei materiali.

Nel processo di saldatura esplosiva, il getto di metallo fluttua a causa della fluttuazione della pressione, facendo sì che il getto venga periodicamente catturato dalla piastra rivestita di base, formando così un'unica struttura a vortice, come mostrato nella Figura 1 (d). Potrebbero esserci pori, crepe e impurità nel vortice. Questo perché nel processo di saldatura esplosiva, da un lato, il tempo di saldatura è breve, il raffreddamento è molto rapido e il gas coinvolto potrebbe non essere scaricato in tempo; D'altra parte, questi gas si chiudono nel vortice sotto l'azione di forti turbolenze, che ne rendono difficile lo scarico, formando così dei pori. La formazione di crepe è principalmente dovuta allo stress interno causato da una velocità di raffreddamento troppo elevata. Le impurità si formano principalmente quando il getto lava la superficie. Poiché questi difetti esistono solo nel blocco di fusione, non avranno un grande effetto negativo sull'incollaggio dell'interfaccia. È anche a causa dell'esistenza del vortice, che aumenta l'area di legame tra le piastre di base e favorisce il miglioramento della loro forza di legame.

Nel processo di saldatura esplosiva di metalli dissimili, il metallo all'interfaccia può produrre una fusione locale e formare una fase fragile all'interfaccia sotto l'azione di un ciclo termico complesso, che può ridurre la forza di adesione e persino causare fessurazioni. Pertanto, è necessario analizzare la composizione della struttura di fase all'interfaccia. La Figura 2 mostra la curva di analisi XRD misurata dell'area di interfaccia di legame della piastra composita esplosiva in titanio-acciaio. Si può vedere che l'area di legame dell'interfaccia è composta principalmente da - composizione di fase basica Ti, B-Ti e a-Fe; Allo stesso tempo, si è formata anche una piccola quantità di composti intermetallici FeTi e Fe2Ti. Il motivo potrebbe essere che l'area di fusione locale dell'interfaccia precipita durante il processo di raffreddamento della saldatura esplosiva a causa della limitazione della solubilità, o che T e Fe reagiscono tra loro all'interfaccia. In generale, a causa del numero ridotto di fasi fragili formate nell'interfaccia di unione della piastra composita, i successivi risultati di test e analisi in questo documento non hanno un impatto negativo significativo sulle proprietà meccaniche della piastra composita.