विस्फोट वेल्डेड मिश्रित प्लेटों के इंटरफ़ेस बॉन्डिंग प्रदर्शन की गुणवत्ता समग्र प्लेटों के समग्र प्रदर्शन और सेवा सुरक्षा को प्रभावित करने वाला मुख्य कारक है। वर्तमान में, देश और विदेश में टाइटेनियम स्टील विस्फोट वेल्डेड मिश्रित प्लेटों पर शोध मुख्य रूप से स्तर, संरचना, यांत्रिक गुणों, विद्युत रासायनिक गुणों और बॉन्डिंग इंटरफ़ेस के अन्य पहलुओं पर केंद्रित है। विभिन्न कारकों के कारण होने वाली इंटरफ़ेस गैर-एकरूपता विस्फोट वेल्डेड मिश्रित प्लेटों और सजातीय क्लैडिंग और सब्सट्रेट्स के बीच तन्यता, कतरनी, प्रभाव, इलेक्ट्रोकेमिकल, थकान और अन्य गुणों में अंतर की ओर ले जाती है।
अनुसंधान से पता चला है कि फ्लैट या लहरदार इंटरफेस विभिन्न प्रक्रिया मापदंडों के तहत प्राप्त किए जा सकते हैं, और उपयुक्त वेल्डिंग खिड़कियों के भीतर असमान धातु मिश्रित प्लेटों को वेल्डिंग करके विशिष्ट लहरदार इंटरफेस प्राप्त किया जा सकता है; उच्च विस्फोटक भार बॉन्डिंग इंटरफ़ेस पर प्लास्टिक विरूपण को तेज करता है, जिससे विस्फोट दिशा के साथ अनाज अलग-अलग डिग्री तक बढ़ जाते हैं और कुछ नए भंगुर इंटरमेटेलिक चरणों के गठन के साथ होते हैं। टाइटेनियम स्टील विस्फोट वेल्डेड मिश्रित प्लेट के इंटरफ़ेस पर तीव्र धातु प्रवाह द्वारा गठित तरंग आकार का इंटरफ़ेस इंटरफ़ेस की बॉन्डिंग स्थिति में सुधार करता है और विस्फोट वेल्डिंग दिशा के साथ बॉन्डिंग इंटरफ़ेस के कतरनी प्रदर्शन को बढ़ाता है। टाइटेनियम स्टील मिश्रित प्लेटों के इंटरफ़ेस के पास के दाने आकार और आकार में बहुत छोटे और असमान होते हैं; सब्सट्रेट पक्ष पर इंटरफ़ेस से इंटरफ़ेस से दूर के क्षेत्र तक अनाज का एक स्पष्ट क्षेत्रीय वितरण होता है, और क्लैडिंग पक्ष पर अनाज भी विरूपण से गुजरते हैं; माइक्रोहार्डनेस मान आम तौर पर बॉन्डिंग इंटरफ़ेस पर सबसे अधिक होता है, क्योंकि माइक्रोहार्डनेस मान में वृद्धि अनाज के आकार, प्लास्टिक विरूपण और यहां तक कि चरण परिवर्तन से प्रभावित होती है। क्लैडिंग साइड पर टाइटेनियम इंटरफ़ेस पर एडियाबेटिक शीयर लाइनें हैं, जिन्हें फ्लाइंग लाइन्स के रूप में भी जाना जाता है। यह संरचना विभिन्न तापमानों पर एनीलिंग उपचार के तहत तब तक बदलती रहती है जब तक यह गायब नहीं हो जाती। टाइटेनियम स्टील मिश्रित प्लेटों पर यांत्रिक संपत्ति परीक्षण करने का उद्देश्य मानक आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए टाइटेनियम स्टील विस्फोटक मिश्रित प्लेटों की तन्य शक्ति, उपज शक्ति और कतरनी ताकत के संकेतकों का मूल्यांकन करना और उन्हें पूरा करना है। यह लेख औद्योगिक शुद्ध टाइटेनियम और सब्सट्रेट कार्बन स्टील के साथ टाइटेनियम स्टील विस्फोट मिश्रित प्लेट को अनुसंधान वस्तु के रूप में लेता है, और टाइटेनियम स्टील मिश्रित प्लेट के बॉन्डिंग इंटरफ़ेस के माइक्रोस्ट्रक्चर, संरचना, पदानुक्रम और यांत्रिक गुणों का अध्ययन करता है। सामग्री के यांत्रिक गुणों पर टाइटेनियम स्टील मिश्रित प्लेट के बॉन्डिंग इंटरफ़ेस की गैर-एकरूपता के प्रभाव का विश्लेषण किया जाता है, जो दबाव वाहिकाओं, हथियारों और उपकरणों आदि के डिजाइन गणना और इंजीनियरिंग अनुप्रयोग के लिए सैद्धांतिक आधार प्रदान करता है।
1. सामग्री का चयन और तैयारी
5 मिमी की मोटाई के साथ, क्लैडिंग के रूप में एएसटीएम बी265 जीआर.1 टाइटेनियम का उपयोग करना; 35 मिमी की मोटाई वाले ASTM A516 Gr.70 कार्बन स्टील को सब्सट्रेट के रूप में उपयोग किया जाता है। एएसटीएम बी 898-11 (2016) के अनुसार, विस्फोटक वेल्डिंग विधि का उपयोग करके टाइटेनियम स्टील मिश्रित प्लेटें तैयार की गईं। सब्सट्रेट और क्लैडिंग की रासायनिक संरचना और यांत्रिक गुण क्रमशः तालिकाओं 1-3 में दिखाए गए हैं।
टैब． 1 क्लैड प्लेट B265Gr की रासायनिक संरचना 1
2. टाइटेनियम स्टील कम्पोजिट प्लेट के बॉन्डिंग इंटरफ़ेस की सूक्ष्म संरचना और आकारिकी
टाइटेनियम स्टील विस्फोट मिश्रित प्लेट के बॉन्डिंग इंटरफ़ेस की विशिष्ट आकृति विज्ञान चित्र 1 में दिखाया गया है। बॉन्डिंग इंटरफ़ेस एक विशिष्ट लहरदार आकार है जिसमें लगभग 1723.5 μm की तरंग दैर्ध्य और लगभग 300 μm की तरंग ऊंचाई होती है, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है। (ए)। इंटरफ़ेस की मोटाई के लंबवत दिशा के साथ क्लैडिंग से सब्सट्रेट तक माइक्रोस्ट्रक्चर को क्लैडिंग साइड + स्थानीय पिघलने वाले क्षेत्र पर विरूपण माइक्रोस्ट्रक्चर में विभाजित किया जा सकता है → सब्सट्रेट साइड पर समान बारीक-बारीक क्षेत्र (लगभग 21 μ मीटर) → रेशेदार विरूपण माइक्रोस्ट्रक्चर ज़ोन (लगभग 200 μ मीटर) → झुकने और मुड़ने वाला माइक्रोस्ट्रक्चर ज़ोन (लगभग 108 μ मीटर) → मूल माइक्रोस्ट्रक्चर ज़ोन (फेराइट और पर्लाइट धारियाँ)।
विस्फोटक वेल्डिंग के दौरान, विस्फोटक की ऊर्जा विस्फोट की दिशा में तरंगों के रूप में फैलती है। शॉक वेव की कार्रवाई के तहत धातु की सतह गंभीर प्लास्टिक विरूपण से गुजरती है, और संपर्क सतह पर बड़ी मात्रा में गर्मी उत्पन्न होती है, जिससे धातु पिघल जाती है। धातु बहती है और एक जेट उत्पन्न करती है, जिससे एक भंवर बनता है (चित्र 1 (बी) देखें), और अंतिम इंटरफ़ेस एक लहर जैसी आकृति में संयोजित होता है। भंवर आम तौर पर एक यांत्रिक मिश्रण होता है जो विभिन्न पदार्थों से बना होता है जैसे कि जेट द्वारा ले जाया गया धातु का मलबा, पिघली हुई शीतलन सामग्री, इंटरमेटेलिक यौगिक और मूल स्थिति में कोटिंग या सब्सट्रेट के धातु के दाने। भंवर के अंदर तेजी से जमने से बनने वाले फंसे हुए छिद्र और ढीली या टूटी हुई संरचनाएं जैसे दोष होते हैं। चित्र 2 टाइटेनियम स्टील मिश्रित प्लेटों के बॉन्डिंग इंटरफेस पर विभिन्न पदानुक्रमित क्षेत्रों की एसईएम आकृति विज्ञान को दर्शाता है।
(1) टाइटेनियम स्टील विस्फोट वेल्डेड मिश्रित प्लेट के इंटरफेस पर क्लैडिंग से सब्सट्रेट तक संक्रमण के स्तर इस प्रकार हैं: क्लैडिंग साइड संरचना का विरूपण क्षेत्र, स्थानीय पिघलने वाला क्षेत्र, समान बारीक अनाज क्षेत्र, पट्टी -आकार का फाइबर क्षेत्र, और सब्सट्रेट पक्ष पर मरोड़ क्षेत्र।
(2) मूल सब्सट्रेट की तुलना में, सब्सट्रेट पक्ष (3.60 जीपीए) पर महीन दाने वाले क्षेत्र की कठोरता और भंवर (11.73 जीपीए) पर स्थानीय रूप से पिघले हुए क्षेत्र में सबसे अधिक वृद्धि हुई, जबकि दोनों क्षेत्रों के मापांक में वृद्धि हुई उल्लेखनीय वृद्धि नहीं; अन्य क्षेत्रों में कठोरता और मापांक स्पष्ट असमान वितरण दिखाते हैं, और विभिन्न स्तरों पर टाइटेनियम स्टील बॉन्डिंग इंटरफ़ेस की असमान संरचना के परिणामस्वरूप असमान कठोरता और लोचदार मापांक होता है।
(3) इंटरफ़ेस तरंगों से प्रभावित, विस्फोट दिशा के साथ संबंध परत की तन्यता ताकत (578 जीपीए) सब्सट्रेट और क्लैडिंग के बीच होती है, अनुभाग में सबसे कम बढ़ाव (31.5%) और अनुभाग पर संकोचन (40%); विस्फोट दिशा (472 जीपीए) के लंबवत संबंध परत की तन्यता ताकत सब्सट्रेट और क्लैडिंग की तुलना में कम है, अनुभाग में सबसे कम बढ़ाव (31.12%) और सब्सट्रेट और के बीच फ्रैक्चर (58%) के बाद सिकुड़न दर है। आवरण. इस टाइटेनियम स्टील मिश्रित प्लेट के तन्य गुण अनिसोट्रोपिक हैं।
