肖大武*, 黃海，何立峰， 鄒東利

中國(guó)工程物理研究院，四川綿陽 621900

　　摘要：本文采用Hopkinson桿裝置研究了U-2.5wt%Nb合金圓柱試樣和帽形試樣沖擊加載下的動(dòng)態(tài)變形行為及絕熱剪切斷裂機(jī)理。結(jié)果表明U-2.5wt%Nb合金的動(dòng)態(tài)變形行為具有顯著的應(yīng)變率敏感性和熱軟化效應(yīng)。隨應(yīng)變率升高，屈服強(qiáng)度和流動(dòng)應(yīng)力迅速增大，加工硬化行為應(yīng)變率不敏感；隨溫度升高，屈服強(qiáng)度和流動(dòng)應(yīng)力迅速降低，加工硬化行為趨于理想塑性。通過圓柱試樣“凍結(jié)應(yīng)變”法和帽形試樣深入研究了動(dòng)態(tài)加載下U-2.5wt%Nb合金的絕熱剪切斷裂特性。應(yīng)變凍結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在103s-1應(yīng)變率下，U-2.5wt%Nb合金絕熱剪切帶萌生的臨界應(yīng)變約為0.21,隨變形量增大，絕熱剪切帶的類型由以組織變形和碎化為特征的形變帶轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的白亮色轉(zhuǎn)變帶。而帽形試樣沖擊加載結(jié)果揭示U-2.5wt%Nb合金中的絕熱剪切具有特殊性，其絕熱剪切帶并不是沿著剪切區(qū)域萌生擴(kuò)展，而是出現(xiàn)在帽口上端；進(jìn)一步微觀分析顯示，U-2.5wt%Nb合金沖擊加載回收試樣中具有豐富的絕熱剪切帶，絕熱剪切帶的萌生、擴(kuò)展、斷裂主要與試樣內(nèi)部的夾雜物類型、分布形態(tài)密切相關(guān)。小應(yīng)變重復(fù)加載試驗(yàn)中觀察到在塑性應(yīng)變只有5%的條件下，試樣內(nèi)部的脆性夾雜物如C、N化合物等就發(fā)生了破碎；不同沖擊速度加載下的回收帽形試樣金相結(jié)果也顯示，絕熱剪切初始萌生位置即脆性夾雜物破碎處，顯著區(qū)別于一般金屬材料的絕熱剪切萌生機(jī)理；而塑性較好的夾雜對(duì)絕熱剪切帶的擴(kuò)展有重要影響，如絕熱剪切帶擴(kuò)展至Nb夾雜處，可觀察到剪切帶發(fā)生轉(zhuǎn)向、分叉甚至形成漩渦狀結(jié)構(gòu)。

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　　肖大武：hopkinson@163.com

責(zé)任編輯：趙澤南

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