高速冲击载荷下93W-Ni-Fe合金冲击韧性及微观机制

通过对不同工艺状态下的93W-Ni-Fe液相烧结钨合金的不同冲击速率的夏比冲击试验,得出了钨合金材料5～40m/s范围冲击韧性随冲击速率提高而增加的宏观规律,同时,通过冲击试样断口的扫描电镜分析,对钨合金材料高速冲击下断裂的微观机制有了进一步的认识。     

SiC/Zr基非晶复合材料的动态断裂特性研究

利用Hopkinson压杆冲击加载装置和扫描电子显微镜(SEM),对SiC骨架/Zr基非晶合金复合材料圆柱形试样进行了相关的应力-应变响应和动态断裂特征及断口形貌的研究。结果表明:SiC骨架/Zr基非晶合金复合材料的动态压缩强度随冲击压力的增大而递增,当冲击压力为0.6 MPa时,复合材料的动态压缩强度为855 MPa;断裂表面呈现典型的结晶状断口,断裂模式为脆性断裂和劈裂混合破坏模式;非晶基体在动态压缩条件下出现了显著的热软化和熔化特征。     

钨合金动态拉伸断口的分形维数

用ＧＹＣ－５０冲击拉伸试验机对粉末冶金钨合金进行不同加载速率的动态拉伸实验，用二次电子法测量动态拉伸试样断口的分形维数，发现分形维数值与动态拉伸断裂能之间有良好的线性关系。     

加载速率对Al-Li合金断裂韧性的影响

铝锂合金具有低密度、高弹性模量等优点 ,但其韧性较差 ,研究了加载速率对 Al- L i- Cu- Mg- Zr合金断裂韧性的影响。通过准静态与动态三点弯曲实验分别测定了材料的断裂韧性 ,实验发现动态下的断裂韧性较之准静态有了提高 ,断口观察表明动态断口出现了大量长而深的分层 ,透射、扫描电镜进一步分析认为分层开裂形式是导致断裂韧性提高的主要原因。     

Ti6321钛合金在Taylor杆冲击下的动态断裂微观组织观测

通过固溶处理获得近α型Ti6321钛合金的双态和魏氏组织,研究不同组织对材料在Taylor杆冲击条件下动态损伤和断裂行为的影响。利用Taylor杆对材料进行动态加载,弹体的撞击速度范围为146~228 m/s,结合光学显微镜、扫描电子显微镜和定量金相表征方法对其微观组织演化进行观察分析。结果表明：双态组织的Ti6321合金具有更好的抗冲击性能;双态组织和魏氏组织试样在加载后的显微组织均发生了明显变化,随着冲击加载速度的增加,双态组织的初生α晶粒尺寸由25.3 μm减小至16.7 μm,次生α相和β相在载荷作用下变形、碎化;对于魏氏组织钛合金,次生α相沿受力方向显著拉长;观察断口可以发现,两种组织试样的断口均可以分为光滑熔融区和韧窝区,两个区域之间的界限并不明显;两种组织试样均发生了绝热剪切破坏,相比于魏氏组织,双态组织Ti6321合金具有较低的绝热剪切敏感性。     

某船用钢动态断裂行为的温度效应

在高加载速率条件下,利用Hopkinson杆型动态断裂韧度测试装置测定了某船用钢在不同温度下的动态断裂韧度,首次获得了该钢动态断裂韧度随温度的变化规律,即随着温度降低,动态断裂韧度呈现明显的上下平台及韧脆转变特征.断口形貌则由上平台的微孔型延性断口、韧脆转变区的混合断口过渡到下平台的解理断口.同时,测定的动态断裂韧度值也为该钢在高加载速率条件下的韧脆转变行为及安全性评定提供了定量依据.     

8090AlLi合金动态断裂韧度的研究

用Hopkinson杆应力波加载装置研究了加载速率对8090AlLi合金断裂韧度的影响。结果表明,合金的断裂韧度随应力强度因子率的增加而增加。扫描电镜分析发现,准静态下的断裂为沿晶和准解理混合断口;随着应力强度因子的增加,断裂从准解理断裂过渡到准解理和显微空穴聚集的韧窝断裂的混合断口。高应力强度因子率下断裂韧度的提高与其变形机制和晶界无沉淀区(PFZ)的变化有关。     

45CrNiMoVA钢动态断裂韧度的测定

通过对45CrNiMoVA钢在静态下直至K=3.3×10~6MPam~(1/2)/s下的动态断裂韧度K_(Id)和J=1.8～2.5×10~4N·mm~(-1)/s 下的J_(Id)测定,探讨了采用闭环回路电液伺服试验机测定动态断裂韧度的方法。在动态J_(Id)测试中采用了J_R阻力曲线法,在国内尚未见报导。试验结果还表明:加载速率K(J)对K_(Id)(J_(Id))的影响趋势与一般报导的Cr-Mo-V系钢是相似的。用此法测得结果对于加载速率低于4毫米的冲击加载可提供安全分析的断裂韧度指标K_(Id)和J_(Id)值。     

热处理对龙游砂岩动态断裂韧度的影响

作为龙游石窟的主要成分,龙游砂岩往往在高温和高应变率条件下会遭到破坏。因此高温下龙游砂岩动态断裂韧度的研究对龙游石窟的保护有重要意义。针对不同热处理温度下的龙游砂岩,采用微米X射线计算机断层扫描技术分析了砂岩的热损伤,并运用分离式霍普金森压杆实验研究了砂岩在加载率8~270 GPa·m1/2/s时的动态断裂韧度。实验表明,龙游砂岩的断裂韧度随着加载率的增加而增加。在相同的加载率下,除450℃以外,断裂韧度随着热处理温度的升高而减小。结合准静态和动态实验数据,建立了描述龙游砂岩动态断裂韧度和加载率以及热处理温度关系的模型。     

钨丝/非晶复合材料的冲击性能研究

对钨丝增强锆基非晶复合材料在不同温度下的冲击性能进行试验,研究钨丝非晶复合材料的断裂方式,与钨合金比较两者不同的断口形貌。结果表明,钨丝/非晶复合材料冲击韧性低于钨合金,但其受低温影响较小,在-40℃下的冲击功和常温相比基本不变。冲击断口主要有钨丝和非晶基体的剥离,非晶基体的断裂,钨丝的断裂(其中钨丝在横向断裂时有时伴有纵向裂纹)3种断裂方式。     

载荷加载速率对碳纤维镁合金层合板层间断裂韧性的影响

分别采用镁合金和碳纤维代替工程中常用的玻璃纤维增强铝合金层合板中的铝合金和玻璃纤维,通过将单向碳纤维/环氧树脂预浸料交替层压,得到复合材料板,并用环氧树脂将复合材料板与镁合金薄板加压黏结在一起,得到碳纤维增强镁合金层合板。采用单悬臂梁测量载荷速率对碳纤维增强镁合金层合板层间断裂韧性的影响。结果表明:层间裂纹在低载荷速率时以稳定的方式扩展,而在高速率时裂纹的扩展变得不再稳定;在低速率(1~1 000 mm/min)载荷下,载荷速率对层间断裂韧性有轻微的影响;层合板在高速率载荷下的层间断裂韧性大于低速率下的层间断裂韧性。     

改性双基推进剂的动态断裂实验研究

为研究改性双基推进剂的动态断裂特性,利用直裂缝平台巴西圆盘试件,运用分离式霍普金森压杆系统对推进剂材料进行冲击实验研究。基于一维应力波理论,通过压杆上应变片测定的信号确定试件所受冲击载荷随时间的变化。采用在试件上贴应变片的方法,用记录的最大信号值确定材料的起裂时刻。在验证实验数据有效性的前提下,获得了此种推进剂材料在不同速率下的起裂韧度。结果表明:动态条件下采用应变片测定推进剂材料起裂时刻的方法是可行和有效的;改性双基推进剂材料起裂韧性具有明显的加载率敏感性,起裂韧性随加载率呈线性增长关系。     

TA5钛合金的动态断裂研究

研究了ＴＡ５钛合金在温度－１９６～１００℃和加载速率Ｋ１０～１０ＭＰａ·ｍ￣（２／２）／ｓ大范围变化的动态断裂韧性以及动态加载的惯性效应。该材料对温度和加载速率的敏感性较小。在高速加载下，由于惯性力的作用，试样的变形是一个强迫性的二级振动，且在受压应力一侧的第一个应力脉冲是正值，并随速率的增加而增加     

16MnR钢的动态拉伸力学性能实验研究

在自制的冲击摆杆-杆型冲击拉伸试验机上,以16MnR钢为研究对象,进行了3个应变率的冲击拉伸实验,得到16MnR钢在不同应变率下的应力-应变曲线。测试结果表明:随着应变率的提高,材料的动态极限强度随之增大,表现出明显的应变率强化效应;通过对冲击拉伸试样断口扫描电镜分析可见,材料断口出现了比较均匀的韧窝,其断裂是韧性断裂;应变率对断口的影响不明显。     

船用945钢的动态力学性能研究

利用 Hopkinson型试验装置和示波冲击实验 ,对船用 945钢的动态力学性能进行了研究。实验结果表明 ,船用 945钢是率敏感材料 ,其动态力学性能明显不同于准静态条件下的力学性能 ,动态载荷作用下 ,材料的动态屈服点升高 ,动态断裂韧性和动态塑性下降。     

中高应变率条件下TC18钛合金动态力学行为的实验研究

应变和应变率是影响材料力学行为的两个重要因素,分离式霍普金森压杆（SHPB）技术是实现不同应变和应变率加载的有效途径之一。为研究室温下TC18钛合金的塑性变形和破坏行为,采用SHPB,通过调节子弹长度和速度实现对TC18钛合金圆柱试样不同应变和应变率的加载。实验得到了TC18钛合金在不同应变率下的真应力-真应变曲线和同一应变率不同应变下的真应力-真 应变曲线,并分别分析了应变硬化和应变率强化效应对TC18钛合金的动态力学性能的影响。实验结果表明：TC18钛合金压缩试样破坏时断口与加载方向（轴线）之间的夹角约为45°,其压缩破坏形式为典型的剪切破坏,与应变和应变率相关;应变率越高,TC18钛合金的流动应力和屈服强度越高,故该材料具有明显的应变率强化效应;绝热剪切带是裂纹形成和试样发生宏观剪切破坏的先兆。     

高强度低合金钢的冷脆转变与加载速度的关系

对新发展的HQ80C和HQ100钢的动态加载断裂韧性J_(id)进行了测定,用应变片法确定启裂点。引入了一个韧脆转变的动力学模型来解释试验结果并对结果进行了讨论。