1. Eksperimentalni materiali
Natezni preskusni kos se vzorči iz materiala in velikost se določi v skladu z GB/T 228.1-2010 "Natezno testiranje kovinskih materialov, 1. del: Preskusna metoda pri sobni temperaturi" [8], kot je prikazano na sliki 1 Dolžina vzorca je 300 mm. Oblikovana so bila tri enaka sestavljena razmerja, oštevilčena TB-1, TB-2 in TB-3. Debelina jeklene osnovne plasti je bila 10 mm, debelina titanove plasti pa 2 mm. Zasnova velikosti vzorca je prikazana na sliki 2. Izrezan in oblikovan vzorec je prikazan na sliki 3.
Porazdelitev plasti titana in plasti nizkoogljičnega jekla je jasno razvidna iz diagrama organizacije materiala prečnega prereza plošče na sliki 4.
Slika 2 Projektna risba velikosti vzorca
Slika 3 Diagram rezanja in oblikovanja preskušanca Slika 4 Organizacijska shema materiala prečnega prereza preskusnega kosa
TA2+Q235B eksplozivna kompozitna plošča iz titanovega jekla z oblogo iz industrijskega čistega titana
TA2, debelina je 2 mm, osnovni sloj pa je iz jekla Q235B debeline 11 mm. Tabela 1 prikazuje kazalnike mehanske zmogljivosti TA2 in Q235B.
V skladu z GB/T 228.1-2010 [8], natezni vzorci kompozitne plošče TA2+Q235B, rezani z žico. Natezni preizkus je bil izveden na mikroračunalniškem servo hidravličnem univerzalnem preskusnem stroju, enotočkovni preskus utrujenosti pa na stroju za testiranje utrujenosti MTS810. V zaporedju je bilo izbranih pet napetosti: 0.5rm, {{10}}.45rm, 0.4rm, 0,35rm in 0,3rm. Ravni napetosti so se med preskusom postopoma zniževale s frekvenco sinusnega vala 30 Hz, razmerjem napetosti -1 in frekvenco obremenitve 2 × 105-krat. Mikrostrukturo vmesnika kompozitne plošče iz titanovega jekla smo analizirali in opazovali z uporabo metalografskega mikroskopa Zeiss Axiovert 200MAT.
2. Eksperimentalni postopek
Na začetku obremenitve, ko se obremenitev povečuje, je preskušanec nekoliko podaljšan in na prerezu so vidni znaki krčenja. Z nadaljnjim povečevanjem obremenitve se poveča deformacija vzorca. Pri največji obremenitvi se je na vzorcu pojavil vrat in se na koncu zlomil. Med poskusom sta bila dva zvoka, ki sta spremljala vzorec od začetka obremenitve do okvare. Prvi je bil ločitev vmesnika iz titanovega jekla, drugi pa zlom vzorca. Vidi se, da sta osnova in oblogakompozitne plošče iz titanovega jeklalahko delujejo skupaj med nateznim postopkom. Izmerjeni podatki vsakega vzorca so prikazani v tabeli 2. Omeniti velja, da so oblike lomljenja vseh vzorcev podobne in da obstaja upogibna deformacija, ki jo spremlja napetost, ki je posledica sproščanja preostale napetosti v plošči. Istočasno mikroskopska analiza jekla TA2+Q235B kaže, da je mikroskopski videz na obeh straneh plasti podoben, kar kaže, da imata oba kovinska materiala dobro povezljivost v smislu lepljenja.
Ko je deformacija pod 8 %, se naklon krivulje splošči
Počasna in očitna popuščajoča deformacija. Medtem ko se razmerje deformacijske obremenitve jekla povečuje, se deformacijska zmogljivost postopoma zmanjšuje, kar je posledica zmanjšanja deleža titana v napetosti. Z meritvijo je bilo ugotovljeno, da se je dolžina osebka povečevala najprej na sredini, nato pa se je postopoma širila na oba konca. Deformacija osnovne plasti in kompozitne plasti je bila enaka, kar kaže, da sta bili podvrženi usklajeni deformaciji. Iz rezultatov meritev je tudi razvidno, da je deformacija v sredini preizkušanca največja, deformacija na prečnem prerezu pa enakomerna, kar kaže na usklajeno deformacijo osnovne plasti in kompozitne plasti. Ko se material raztegne in zlomi, se premika vzdolž ravnine zdrsa dislokacije, izločeni kristali pa se pojavijo kot diskontinuirani dislokacijski čepi. Med poskusom je prišlo do koncentracije napetosti zaradi prisotnosti por na šibkih območjih. Ko se je strižna napetost povečala, so se pore zbrale in sčasoma naredile vrat, kar je povzročilo zlom. Skozi substrat in mikronatezni diagram kompozitnega materiala kaže očitne lastnosti žilavosti na površini loma, z določenim številom eliptičnih ali okroglih jam različnih velikosti na površini, neenakomerno porazdeljenih po velikosti, kar kaže, da je bil material podvržen znatni plastični deformaciji pred zlom.
