1. مواد آزمایشی
قطعه آزمایش کششی از مواد نمونه برداری می شود و اندازه آن مطابق با GB/T 228 تعیین می شود. طول نمونه 300 میلی متر است. سه نسبت ترکیبی یکسان طراحی شد که با شماره TB{-1، TB-2 و TB-3 شماره گذاری شد. ضخامت لایه پایه فولادی 10 میلی متر و ضخامت لایه تیتانیوم 2 میلی متر بود. طراحی اندازه نمونه در شکل 2 نشان داده شده است. نمونه برش خورده و شکل گرفته در شکل 3 نشان داده شده است.
توزیع لایه تیتانیوم و لایه فولاد کم کربن را می توان از نمودار سازماندهی مواد سطح مقطع صفحه در شکل 4 به وضوح مشاهده کرد.
شکل 2 طراحی طراحی اندازه نمونه
شکل 3 نمودار برش و شکل دهی قطعه آزمایشی شکل 4 نمودار سازماندهی مواد مقطعی قطعه آزمایشی
TA{0}}صفحه کامپوزیت فولاد تیتانیوم انفجاری Q235B با روکش تیتانیوم خالص صنعتی
TA2، ضخامت آن 2 میلی متر است و لایه پایه از فولاد Q235B با ضخامت 11 میلی متر ساخته شده است. جدول 1 نشانگرهای عملکرد مکانیکی TA2 و Q235B را نشان می دهد.
طبق GB/T 228.1-2010 [8]، نمونههای کششی صفحه مرکب TA{3}}Q235B با سیم برش داده شده است. آزمایش کشش بر روی یک دستگاه تست جهانی سروو هیدرولیک میکروکامپیوتر انجام شد و آزمایش خستگی تک نقطهای بر روی دستگاه تست خستگی MTS810 انجام شد. پنج تنش به ترتیب انتخاب شدند: 0.5rm، {{10}}.45rm، 0.4rm، 0.35rm، و 0.3rm. سطوح تنش به تدریج در طول آزمایش، با فرکانس موج سینوسی 30 هرتز، نسبت تنش -1 و فرکانس بارگذاری 2 × 105 بار کاهش یافت. ریزساختار رابط صفحه کامپوزیت فولاد تیتانیوم با استفاده از میکروسکوپ متالوگرافی Zeiss Axiovert 200MAT آنالیز و مشاهده شد.
2. فرآیند آزمایشی
در ابتدای بارگذاری، با افزایش بار، نمونه کمی کشیده شده و سطح مقطع نشانه هایی از انقباض را نشان می دهد. با افزایش بیشتر بار، تغییر شکل نمونه افزایش می یابد. هنگامی که نمونه به حداکثر مقدار بارگذاری شد، گردنی نشان داد و در نهایت شکست. در طول آزمایش، دو صدا با نمونه از ابتدای بارگذاری تا شکست همراه بود. اولی جداسازی رابط فولاد تیتانیوم و دومی شکستن نمونه بود. دیده می شود که پایه و روکش ازصفحات کامپوزیت فولاد تیتانیوممی توانند در طول فرآیند کششی با هم کار کنند. داده های اندازه گیری شده هر نمونه در جدول 2 نشان داده شده است. شایان ذکر است که شکل شکست همه نمونه ها مشابه است و تغییر شکل خمشی همراه با کشش وجود دارد که به دلیل آزاد شدن تنش پسماند در صفحه است. در عین حال، تجزیه و تحلیل میکروسکوپی فولاد TA2+Q235B نشان میدهد که ظاهر میکروسکوپی در هر دو طرف لایه مشابه است، که نشان میدهد دو ماده فلزی از نظر پیوند اتصال خوبی دارند.
هنگامی که کرنش کمتر از 8 درصد است، شیب منحنی به سمت صاف شدن تمایل دارد
تغییر شکل تسلیم آهسته و آشکار. در همین حال، با افزایش نسبت بار کرنش فولاد، ظرفیت تغییر شکل به تدریج کاهش می یابد که به دلیل کاهش نسبت تیتانیوم در کشش است. از طریق اندازه گیری، مشخص شد که طول نمونه، ابتدا در وسط افزایش یافته و سپس به تدریج به هر دو انتها گسترش یافته است. کرنش لایه پایه و لایه مرکب یکسان بود که نشان میدهد آنها دچار تغییر شکل هماهنگ شدهاند. از نتایج اندازه گیری همچنین می توان دریافت که تغییر شکل در وسط نمونه بزرگترین است و تغییر شکل در سطح مقطع یکنواخت است که نشان دهنده تغییر شکل هماهنگ لایه پایه و لایه مرکب است. هنگامی که مواد کشیده و شکسته میشوند، در امتداد صفحه لغزش دررفتگی حرکت میکنند و کریستالهای رسوبی بهنظر میآیند شاخههای دررفتگی ناپیوسته. در طول آزمایش، غلظت تنش به دلیل وجود منافذ در مناطق ضعیف رخ داد. با افزایش تنش برشی، منافذ جمع شده و در نهایت گردن شدند که منجر به شکستگی شد. از طریق زیرلایه و نمودار ریز کششی مواد کامپوزیت، ویژگیهای چقرمگی آشکار را در سطح شکست نشان میدهد، با تعداد معینی از حفرههای بیضوی یا دایرهای با اندازههای مختلف بر روی سطح، که در اندازههای نابرابر توزیع شدهاند، که نشان میدهد این ماده قبل از تغییر شکل پلاستیکی قابل توجهی را متحمل شده است. شکستگی
