폭발 용접 복합판의 인터페이스 접합 성능 품질은 복합판의 전반적인 성능과 서비스 안전성에 영향을 미치는 주요 요소입니다. 현재 국내외 티타늄강 폭발 용접 복합판에 대한 연구는 주로 결합 인터페이스의 수준, 구조, 기계적 특성, 전기 화학적 특성 및 기타 측면에 중점을 두고 있습니다. 다양한 요인으로 인한 계면 불균일은 폭발 용접 복합판과 균일한 클래딩 및 기판 사이의 인장, 전단, 충격, 전기화학적, 피로 및 기타 특성의 차이로 이어집니다.
연구에 따르면 다양한 공정 매개변수에서 평면 또는 물결 모양의 인터페이스를 얻을 수 있으며 적절한 용접 창 내에서 서로 다른 금속 복합판을 용접하여 일반적인 물결 모양의 인터페이스를 얻을 수 있는 것으로 나타났습니다. 높은 폭발 하중은 결합 경계면에서 소성 변형을 강화하여 입자가 폭발 방향을 따라 다양한 각도로 늘어나고 새로운 부서지기 쉬운 금속간 상이 형성됩니다. 티타늄강 폭발 용접 복합판의 경계면에서 강렬한 금속 흐름에 의해 형성된 물결 모양의 경계면은 경계면의 접착 상태를 개선하고 폭발 용접 방향을 따라 접착 경계면의 전단 성능을 향상시킵니다. 티타늄 강철 복합판의 경계면 근처의 입자는 매우 작고 크기와 모양이 고르지 않습니다. 기판 측의 경계면에서 경계면에서 멀리 떨어진 영역까지 결정립의 명확한 지역적 분포가 있으며 클래딩 측의 결정립도 변형을 겪습니다. 미세 경도 값의 증가는 입자 크기, 소성 변형 및 심지어 상 변형에 의해 영향을 받기 때문에 일반적으로 결합 경계에서 미세 경도 값이 가장 높습니다. 클래딩 측면의 티타늄 경계면에는 플라잉 라인이라고도 알려진 단열 전단 라인이 있습니다. 이 구조는 사라질 때까지 다양한 온도에서 어닐링 처리를 통해 변합니다. 티타늄강 복합판에 대한 기계적 성질 시험을 수행하는 목적은 표준 요구 사항을 충족하기 위해 티타늄강 폭발성 복합판의 인장 강도, 항복 강도 및 전단 강도 지표를 평가하고 충족하는 것입니다. 이 기사에서는 산업용 순수 티타늄과 기판 탄소강을 사용한 티타늄 강철 폭발 복합 판을 연구 대상으로 삼아 티타늄 강철 복합 판의 접합 계면의 미세 구조, 구조, 계층 및 기계적 특성을 연구합니다. 티타늄강 복합판의 접합 계면의 불균일성이 재료의 기계적 특성에 미치는 영향을 분석하여 압력 용기, 무기 및 장비 등의 설계 계산 및 엔지니어링 적용을 위한 이론적 기초를 제공합니다.
1. 재료의 선택 및 준비
ASTM B265 Gr.1 티타늄을 클래딩으로 사용하고 두께는 5mm입니다. 두께 35mm의 ASTM A516 Gr.70 탄소강이 기판으로 사용됩니다. ASTM B898-11(2016)에 따르면 티타늄강 복합판은 폭발 용접 방법을 사용하여 제조되었습니다. 기판과 클래딩의 화학적 조성과 기계적 특성은 각각 표 1-3에 나와 있습니다.
꼬리표. 1 클래드 플레이트 B265Gr의 화학 조성 1
2.티타늄강 복합판 접합계면의 미세구조 및 형태
티타늄 강철 폭발 복합 판의 접합 계면의 전형적인 형태는 그림 1에 나와 있습니다. 접합 계면은 그림 1에 표시된 것처럼 약 1723.5μm의 파장과 약 300μm의 파고를 갖는 전형적인 물결 모양입니다. (에이). 계면 두께에 수직인 방향을 따라 클래딩에서 기판까지의 미세 구조는 클래딩 측 변형 미세 구조 + 국부적 용융 영역 → 기판 측 등축 세립 영역(약 21μm) → 섬유상 변형 미세 구조로 세분할 수 있습니다. 영역(약 200μm) → 굽힘 및 비틀림 미세 구조 영역(약 108μm) → 원래 미세 구조 영역(페라이트 및 펄라이트 줄무늬).
폭발물 용접 중에 폭발물의 에너지는 폭발 방향을 따라 파동의 형태로 전파됩니다. 금속 표면은 충격파의 작용으로 심한 소성 변형을 겪고 접촉면에 많은 양의 열이 발생하여 금속이 녹습니다. 금속은 흐르고 제트를 생성하여 소용돌이를 형성하고(그림 1 (b) 참조) 최종 경계면은 파도 같은 모양으로 결합됩니다. 소용돌이는 일반적으로 제트에 의해 운반되는 금속 파편, 용융된 냉각 물질, 금속간 화합물, 원래 위치에 있는 코팅 또는 기판의 금속 입자와 같은 다양한 물질로 구성된 기계적 혼합물입니다. 와류 내부에서 급격한 응고로 인해 기공이 갇히거나 구조가 헐거워지거나 갈라지는 등의 결함이 있습니다. 그림 2는 티타늄강 복합판의 결합 계면에서 다양한 계층적 영역의 SEM 형태를 보여줍니다.
(1) 티타늄강 폭발용접 복합판의 계면에서 클래딩에서 기재로의 전이 수준은 클래딩 측면 구조의 변형대, 국부 용융대, 등축 미세 결정립대, 스트립 모양의 섬유 영역과 기판 측의 비틀림 영역입니다.
(2) 원래의 기판과 비교하여 기판측의 세립 영역(3.60GPa)과 소용돌이 부분의 국부적으로 용융된 영역(11.73GPa)의 경도가 가장 크게 증가한 반면, 두 영역의 모듈러스는 크게 증가하지 않음; 다른 영역의 경도와 모듈러스는 명백하게 불균일한 분포를 나타내며, 다양한 수준의 티타늄 강철 결합 인터페이스의 고르지 않은 구조로 인해 경도와 탄성 계수가 고르지 않게 됩니다.
(3) 계면 리플의 영향을 받아 폭발 방향을 따른 결합층의 인장 강도(578GPa)는 기판과 클래딩 사이에 있으며 단면에서 가장 낮은 연신율(31.5%)과 단면에서 수축률(40%)을 나타냅니다. 폭발 방향에 수직인 결합층의 인장 강도(472 GPa)는 기판 및 클래딩의 인장 강도보다 낮으며, 단면에서 가장 낮은 연신율(31.12%)과 기판과 클래딩 사이의 파단 후 수축률(58%)을 나타냅니다. 클래딩. 이 티타늄강 복합판의 인장 특성은 이방성입니다.
