Weet jij hoe grote titaniumcomposietplaten worden voorbereid? En hoe zit het met de eigenschappen ervan?
Technische tips voor titaniumcomposietplaten
In de hedendaagse wetenschappelijke gemeenschap wordt een groeiende nadruk waargenomen op de ontwikkeling van gespecialiseerde processen voor de vervaardiging van functionele materialen, die een breed scala aan fysische, chemische en mechanische eigenschappen vertonen. Hiervan verdient de explosieve lastechniek bijzondere aandacht vanwege zijn unieke kenmerken, die diffusielassen, smeltlassen en druklassen omvatten.
Er is aangetoond dat de explosieve lastechniek een verscheidenheid aan materialen bezit met regelbare afmetingen, superieure hechtsterkte op het grensvlak en herverwerkingsprestaties. Deze veelzijdigheid heeft geleid tot een uitgebreide toepassing ervan op diverse gebieden, waaronder onder meer de lucht- en ruimtevaart, kernenergie en atoomenergie.
Producten Beschrijving
Titanium bezit voordelige eigenschappen, waaronder hoge sterkte en uitstekende corrosieweerstand over een breed temperatuurbereik. In de context van het behoud van titaniumbronnen, het verlagen van de apparatuurkosten, het verbeteren van de kwaliteit van de apparatuur en het verkorten van de onderhoudstijd, moet de inzet vanplaten van titaniumcomposietis naar voren gekomen als een heersende praktijk op het gebied van de bereiding van zuiver tereftaalzuur, oxidatiereactoren, dehydratatietorens voor oplosmiddelen en warmtewisselaars in de hedendaagse chemische en drukvatindustrie. Titaniumcomposietmaterialen, waaronder titanium en titaniumlegeringen, vertonen een hoge vervormingsweerstand en een lage slagvastheid, eigenschappen die tijdens de verwerking aanzienlijke uitdagingen met zich meebrengen. De adiabatische afschuiflijn ontstaat echter gemakkelijk op de titaniumlaag na het explosieve lasproces, waardoor de fabricage van grootschalige composietplaten, de verbetering van de interfacekwaliteit en de optimalisatie van de prestaties worden belemmerd.
De materialen, explosieven en grensvlakvormende mechanismen van kleine platen zijn de focus geweest van uitgebreid onderzoek. De discrepantie in eigenschappen tussen de basis- en flyermaterialen geeft echter aanleiding tot ongelijksoortige explosieve lasvensters. De kwaliteit van het eindproduct voldoet echter vaak niet aan de normen die zijn vastgelegd in de explosielastheorie. De rimpeling van het verbindingsoppervlak, gevormd door explosief lassen, kan rechtstreeks van invloed zijn op de uiteindelijke kwaliteit van producten, die door vele factoren wordt beïnvloed.
Naarmate de afmetingen van composietplaten worden vergroot, worden de uniformiteit van explosief composiet en de stabiliteit van de detonatiegolf tijdens de productie verbeterd. Bijgevolg is een langere duur nodig om tijdens het fabricageproces lucht met een constante detonatiesnelheid af te zuigen. De complexiteit van procesbeheersing is recht evenredig met de ernst van de luchtuitputting. Daarom is het absoluut noodzakelijk om de interactie tussen titanium en staal te onderzoeken wanneer ze in combinatie worden gebruikt. Tijdens de explosiereactie leidt de superpositie van de detonatiegolf en explosieve producten tot een toename van de druk, evenals een afname van de stabiliteit en de breedte van de plaat. Bijgevolg zijn de snelheid en druk van de detonatie cruciale factoren bij de vervaardiging van hoogwaardige titaniumcomposietplaten.
Experimentele samenvatting van de bereiding van titaniumcomposietplaat
-
Platen van titaniumcomposiet met afmetingen van 4260 mm×4260 mm×(6.5+32) mm werden vervaardigd door middel van explosieve lastechniek. Een verscheidenheid aan analytische technieken, waaronder ultrasoon niet-destructief testen, phased-array golfvormmicroscopie, optische microscopie en scanning-elektronenmicroscopie werden gebruikt om de mechanische eigenschappen en grensvlakmorfologieën van de composietplaten te beoordelen.
-
De experimentele bevindingen geven aan dat wanneer de detonatiesnelheid, dichtheid, explosieve hoogte en afstand tot stand-off zijn ingesteld op 2200–2270 m/s, 0 .80–0.82 g/cm3, respectievelijk 45,0–46,0 mm en 8,0–11,0 mm, de mechanische eigenschappen van de geprepareerde platen blijken te voldoen aan de vereisten vastgelegd in ASTM B898-2020.
-
De interfacegolfvorm vertoont een karakteristieke periodieke combinatiemorfologie, met een interface die helder en uniform is. Er is een bescheiden hoeveelheid gestolde smelt aanwezig in het wervelgebied van de golfvorm. De verhouding tussen amplitude en golflengte varieert van {{0}}.15 tot 0.25, en de optimale schuifsterkte kan worden bereikt wanneer de verhouding ongeveer 0,20 is.
