1. Materiales experimentales
Se toma una muestra del material de la pieza de prueba de tracción y el tamaño se determina de acuerdo con GB/T 228.1-2010 "Prueba de tracción de materiales metálicos Parte 1: Método de prueba a temperatura ambiente" [8], como se muestra en la Figura 1 La longitud de la muestra es de 300 mm. Se diseñaron tres ratios compuestos idénticos, numerados TB-1, TB-2 y TB-3. El espesor de la capa base de acero fue de 10 mm y el espesor de la capa de titanio fue de 2 mm. El diseño de tamaño de la muestra se muestra en la Figura 2. La muestra cortada y formada se muestra en la Figura 3.
La distribución de la capa de titanio y la capa de acero con bajo contenido de carbono se puede ver claramente en el diagrama de organización del material de la sección transversal de la placa en la Figura 4.
Figura 2 Dibujo de diseño del tamaño de la muestra.
Figura 3 Diagrama de corte y formación de la pieza de prueba Figura 4 Diagrama de organización del material de la sección transversal de la pieza de prueba
Placa compuesta de acero de titanio explosivo TA2+Q235B, con revestimiento industrial de titanio puro
TA2, el espesor es de 2 mm y la capa base está hecha de acero Q235B con un espesor de 11 mm. La Tabla 1 muestra los indicadores de desempeño mecánico de TA2 y Q235B.
Según GB/T 228.1-2010 [8], muestras de tracción de placa compuesta TA2+Q235B cortadas con alambre. La prueba de tracción se realizó en una máquina de prueba universal servohidráulica con microcomputadora y la prueba de fatiga de un solo punto se realizó en una máquina de prueba de fatiga MTS810. Se seleccionaron cinco tensiones en secuencia: 0.5rm, {{10}}.45rm, 0.4rm, 0.35rm y 0.3rm. Los niveles de tensión se redujeron gradualmente durante la prueba, con una frecuencia de onda sinusoidal de 30 Hz, una relación de tensión de -1 y una frecuencia de carga de 2 × 105 veces. La microestructura de la interfaz de la placa compuesta de acero y titanio se analizó y observó utilizando un microscopio metalográfico Zeiss Axiovert 200MAT.
2. Proceso experimental
Al comienzo de la carga, a medida que ésta aumenta, la muestra se alarga ligeramente y la sección transversal muestra signos de contracción. A medida que aumenta aún más la carga, aumenta la deformación de la muestra. Cuando se cargó al valor máximo, el espécimen mostró estrechamiento y finalmente se rompió. Durante el experimento, hubo dos sonidos acompañados por la muestra desde el inicio de la carga hasta el fallo. El primero fue la separación de la interfaz de acero de titanio y el segundo fue la fractura de la muestra. Se puede observar que la base y el revestimiento deplacas compuestas de acero de titaniopueden trabajar juntos durante el proceso de tracción. Los datos medidos de cada muestra se muestran en la Tabla 2. Vale la pena señalar que las formas de fractura de todas las muestras son similares y hay deformación por flexión acompañada de tensión, que se debe a la liberación de tensión residual en la placa. Al mismo tiempo, el análisis microscópico del acero TA2+Q235B muestra que la apariencia microscópica en ambos lados de la capa es similar, lo que indica que los dos materiales metálicos tienen buena conectividad en términos de unión.
Cuando la deformación es inferior al 8%, la pendiente de la curva tiende a aplanarse
Deformación de fluencia lenta y evidente. Mientras tanto, a medida que aumenta la relación de carga de deformación del acero, la capacidad de deformación disminuye gradualmente, lo que se debe a la disminución de la proporción de titanio en tensión. A través de la medición, se encontró que la longitud de la muestra aumentó, primero en el medio y luego se extendió gradualmente hacia ambos extremos. La deformación de la capa base y la capa compuesta fue la misma, lo que indica que sufrieron deformación coordinada. A partir de los resultados de la medición, también se puede ver que la deformación en el medio de la muestra es la más grande y la deformación en la sección transversal es uniforme, lo que indica la deformación coordinada de la capa base y la capa compuesta. Cuando el material se estira y se fractura, se mueve a lo largo del plano de deslizamiento de la dislocación y los cristales precipitados aparecen como tapones de dislocación discontinuos. Durante el experimento, la concentración de tensiones se produjo debido a la presencia de poros en las zonas débiles. A medida que aumentaba la tensión de corte, los poros se acumulaban y finalmente se estrechaban, lo que provocaba la fractura. A través del sustrato y el diagrama de microtracción del material compuesto se muestran características obvias de tenacidad en la superficie de fractura, con un cierto número de hoyos elípticos o circulares de diferentes tamaños en la superficie, distribuidos de manera desigual en tamaño, lo que indica que el material experimentó una deformación plástica significativa antes. fractura.
