第4期 刘继雄等：钛钢复合板弯曲过程的扫描电镜原位观察 ·429· 板的弯曲过程中，拉应力作用下产生的间隙状的裂 南大学出版社，2002) 纹，而受压应力作用产生的裂纹为台阶状.波状界 Li Y,Zhu Y M,Wu Y G,et al.Research on the interface struc- tures of explosive clad plate and rolled clad plate.Dev Appl Mater, 面的裂纹产生位置主要位于波头附近、波头漩涡处、 1996,11(1):24 波头与复材结合处.在爆炸一轧制钛钢复合板的弯 (李炎，祝要民，吴逸贵，等.爆炸复合板与轧制复合板界面 曲过程中，平直界面的裂纹产生于界面块状金属间 结构的研究.材料开发与应用，1996,11(1)：24) 化合物处.裂纹在上述位置产生，说明在变形过程 B] Akbari Mousavi S AA,Al-Hassani S T S,Atkins A G.Bond 中塑性较低不足以协调变形过程.对于波状界面， strength of explosively welded specimens.Mater Des,2008,29 (7):1334 在波头漩涡处，这里的硬度要高于其他界面附近的 [4]Nishida M,Chiba A,Honda Y,et al.Electron microscopy studies 硬度，其塑性较低.对于平直界面，块状钛铁金属 of bonding interface in explosively welded Ti/steel clads.IS//Int, 间化合物硬度比钛材和钢材都高，另一方面，由于 1995,35(2):217 钛和钢异种材料的晶体结构差异，α一钛为密排六方 [5]Akbari Mousavi S AA,Farhadi Sartangi P.Experimental investi- 结构，Q235主要是铁素体基体，为面心立方结构， gation of explosive welding of cp-itanium/AISI 304 stainless steel. Mater Des,2009,30(3):459 其弹性模量和剪切模量的大小也不一样，使得钛钢复 6 Kahramana N,Guilenc B,Findik F.Joining of titanium/stainless 合板在弯曲的过程中，界面上会形成附加切应力.界 steel by explosive welding and effect on interface.Mater Process 面上这些硬的物质容易引起应力集中而产生裂纹. Technol,2005,169(2):127 ] Duan WS,Lu H M,Liu JX,et al.Research on the propagation 3结论 and fracture mechanism of fatigue crack on metal explosion clad- (1)钛钢复合板弯曲过程中，内弯出现裂纹时 ding interfaces.Rare Met Mater Eng,1989 (3):6 (段文森，鲁汉民，刘建新，等.金属爆炸复合界面的疲劳裂纹 的角度比外弯出现裂纹时的角度大，抗裂纹产生能 扩展特性及断裂机制的研究.稀有金属材料与工程，1989 力强 (3):6) (2)钛钢爆炸复合板弯曲过程中，裂纹主要在 Lu H M,Duan W S,Pei D R,et al.Shear strength fatigue prop- 波头处产生并扩展，波头与复层结合的地方在也会 erty and fracture mechanism of titanium clad steel plate.Rare Met Mater Eng,1989(2):19 发生开裂.界面其他位置结合良好，没有裂纹 (鲁汉民，段文森，裴大荣，等.钛钢爆炸复合板抗剪切疲劳特 产生 性及断裂机制研究.稀有金属材料与工程，1989(2)：19)） (3)钛钢爆炸一轧制复合板弯曲过程中，裂纹 9] Duan W S,Ma D K,Lu H M,et al.Fracture toughness and frac- 在块状金属间化合物处产生，随着弯曲角度的增 ture mechanism of titanium/steel explosive clad plate.Rare Met 大，块状金属间化合物发生破碎 Mater Eng,1990(5):63 (段文森，马东康，鲁汉民，等.钛/钢爆炸复合板的断裂韧性 和断裂机理.稀有金属材料与工程，1990(5)：63) 参考文献 [10]Yang Y,Zhang X M,Li Z H,et al.In-situ SEM research on [Zheng Y M.Explosive Welding and Metal Composite and their En- TA2/A3 explosive clad plate interface.Acta Metall Sin,1994, gineering Application.Changsha:Central South University Press, 30(9):409 2002 (杨扬，张新明，李正华，等.TA2/A3爆炸复合界面微观断裂 (郑远谋.爆炸焊接和金属复合材料及其工程应用.长沙：中 机制的SEM原位研究.金属学报，1994,30(9)：409)第 4 期 刘继雄等: 钛钢复合板弯曲过程的扫描电镜原位观察 板的弯曲过程中，拉应力作用下产生的间隙状的裂 纹，而受压应力作用产生的裂纹为台阶状． 波状界 面的裂纹产生位置主要位于波头附近、波头漩涡处、 波头与复材结合处． 在爆炸--轧制钛钢复合板的弯 曲过程中，平直界面的裂纹产生于界面块状金属间 化合物处． 裂纹在上述位置产生，说明在变形过程 中塑性较低不足以协调变形过程． 对于波状界面， 在波头漩涡处，这里的硬度要高于其他界面附近的 硬度，其塑性较低． 对于平直界面，块状钛铁金属 间化合物硬度比钛材和钢材都高． 另一方面，由于 钛和钢异种材料的晶体结构差异，α--钛为密排六方 结构，Q235 主要是铁素体基体，为面心立方结构， 其弹性模量和剪切模量的大小也不一样，使得钛钢复 合板在弯曲的过程中，界面上会形成附加切应力． 界 面上这些硬的物质容易引起应力集中而产生裂纹． 3 结论 ( 1) 钛钢复合板弯曲过程中，内弯出现裂纹时 的角度比外弯出现裂纹时的角度大，抗裂纹产生能 力强． ( 2) 钛钢爆炸复合板弯曲过程中，裂纹主要在 波头处产生并扩展，波头与复层结合的地方在也会 发生开 裂． 界面其他位置结合良好，没 有 裂 纹 产生． ( 3) 钛钢爆炸--轧制复合板弯曲过程中，裂纹 在块状金属间化合物处产生，随着弯曲角度的增 大，块状金属间化合物发生破碎． 参 考 文 献 ［1］ Zheng Y M． Explosive Welding and Metal Composite and their En￾gineering Application． Changsha: Central South University Press， 2002 ( 郑远谋． 爆炸焊接和金属复合材料及其工程应用． 长沙: 中 南大学出版社，2002) ［2］ Li Y，Zhu Y M，Wu Y G，et al． Research on the interface struc￾tures of explosive clad plate and rolled clad plate． Dev Appl Mater， 1996，11( 1) : 24 ( 李炎，祝要民，吴逸贵，等． 爆炸复合板与轧制复合板界面 结构的研究． 材料开发与应用，1996，11( 1) : 24) ［3］ Akbari Mousavi S A A，Al-Hassani S T S，Atkins A G． Bond strength of explosively welded specimens． Mater Des，2008，29 ( 7) : 1334 ［4］ Nishida M，Chiba A，Honda Y，et al． Electron microscopy studies of bonding interface in explosively welded Ti /steel clads． ISIJ Int， 1995，35( 2) : 217 ［5］ Akbari Mousavi S A A，Farhadi Sartangi P． Experimental investi￾gation of explosive welding of cp-titanium/AISI 304 stainless steel． Mater Des，2009，30( 3) : 459 ［6］ Kahramana N，Gülenc B，Findik F． Joining of titanium/stainless steel by explosive welding and effect on interface． J Mater Process Technol，2005，169( 2) : 127 ［7］ Duan W S，Lu H M，Liu J X，et al． Research on the propagation and fracture mechanism of fatigue crack on metal explosion clad￾ding interfaces． Rare Met Mater Eng，1989( 3) : 6 ( 段文森，鲁汉民，刘建新，等． 金属爆炸复合界面的疲劳裂纹 扩展特性 及 断 裂 机 制 的 研 究． 稀有金属材料与工程，1989 ( 3) : 6) ［8］ Lu H M，Duan W S，Pei D R，et al． Shear strength fatigue prop￾erty and fracture mechanism of titanium clad steel plate． Rare Met Mater Eng，1989( 2) : 19 ( 鲁汉民，段文森，裴大荣，等． 钛钢爆炸复合板抗剪切疲劳特 性及断裂机制研究． 稀有金属材料与工程，1989( 2) : 19) ［9］ Duan W S，Ma D K，Lu H M，et al． Fracture toughness and frac￾ture mechanism of titanium/ steel explosive clad plate． Rare Met Mater Eng，1990( 5) : 63 ( 段文森，马东康，鲁汉民，等． 钛/钢爆炸复合板的断裂韧性 和断裂机理． 稀有金属材料与工程，1990( 5) : 63) ［10］ Yang Y，Zhang X M，Li Z H，et al． In-situ SEM research on TA2 /A3 explosive clad plate interface． Acta Metall Sin，1994， 30( 9) : 409 ( 杨扬，张新明，李正华，等． TA2 /A3 爆炸复合界面微观断裂 机制的 SEM 原位研究． 金属学报，1994，30( 9) : 409) ·429·