强迫剪切条件下Ti-6Al-4V合金的绝热剪切失效

采用分离式Hopkinson压杆(SHPB)加载装置,分别用200 mm和150 mm打击杆以28 m/s速度对Ti-6Al-4V合金帽形试样进行强迫剪切实验,利用OM、SEM、TEM等手段分析了强迫剪切条件下Ti-6Al-4V合金的绝热剪切带演化特征和高应变率剪切变形条件下的失效模式。结果表明,在本文所述实验条件下,Ti-6Al-4V合金的绝热剪切带(ASB)表现为"白亮带";ASB的宽度随加载时间的延长而增加;ASB边缘的裂纹是由于ASB的变形与基体的不协调而产生的,ASB中心部位的裂纹是由于非晶形成而后破碎导致的。

中应变率下纯铜强迫剪切行为的研究

沿退火纯铜板材法向取帽型试样,用万能试验机在中应变率(1 s^-1)下对其进行压缩试验。借助金相显微、电子背散射衍射(EBSD)技术、显微硬度测试等手段,研究不同变形纯铜强迫剪切变形行为特征。结果表明:在中应变率下,试样力学响应加工硬化明显。变形主要集中在帽形试样两端的豁口连接处,且出现裂纹,并形成两端向中部扩展趋势。随变形量增加,剪切区域内部的晶粒首先沿剪切方向被拉长,随后破碎成等轴细晶,小角度晶界占比率逐步降低,越靠近剪切带,硬度越高,带内硬度明显高于带外。剪切带内晶体择优取向明显,且不同变形量样品的织构特征类似。

取样方向对冷轧Cu板动态强迫剪切变形行为的影响

分别沿与冷轧Cu板轧向成0°(RD-0°),45°(RD-45°)和90°(RD-90°)方向取帽形试样,利用Split-Hopkinson压杆实验装置,研究了强迫剪切条件下冷轧Cu板的动态变形特征.结果表明:冷轧Cu板强迫剪切动态力学行为呈现出明显的各向异性,RD-90°方向屈服强度和峰值应力最大,RD-45°其次,RD-0°方向最小.不同方向的绝热剪切变形行为也表现出较大的差异,RD-0°方向的绝热剪切带内的变形相比其它2个方向均匀,绝热剪切敏感性最弱.基于剪切应力-剪切应变曲线和绝热剪切扩展所需能量,定性解释了不同方向绝热剪切敏感性的差异.EBSD的实验观察表明,3个方向上的剪切带内均有超细晶存在.基于亚晶旋转动态再结晶机制,理论计算结果证实了剪切带内发生再结晶的动力学可行性.

材料绝热剪切敏感性表征及测试方法研究

为了定量评价不同材料对绝热剪切变形的敏感程度差异,采用绝热剪切扩展能的衍生量——绝热剪切敏感因子Ψ表征这一差异,并建立了相应的实验测试系统.采用此测试系统对两种不同组织的新型贝氏体钢进行了绝热剪切敏感性测试,测试结果与前人的认识一致.定量地解决了绝热剪切敏感性的评价问题和测试问题,为进一步工程应用奠定了基础.

钛合金薄板高低速塑性行为及组织性能的实验研究

针对钛合金在航天军工领域的服役特点,利用万能材料试验机以及Hopkinson压杆对某α+β双相钛合金薄板静态及动态材料行为进行研究,给出了不同热处理制度下材料的应力应变关系,观察了材料的微观组织特征。研究结果表明,对于α+β双相钛合金薄板,垂直轧向的屈服强度高于平行轧向屈服强度,材料无明显加工硬化,屈服强度拉压不对称;高应变速率加载情况下材料并无明显应变强化,材料破坏表现为沿45°方向的剪断型破坏;强迫剪切过程中热处理前后均无明显绝热剪切带产生,材料发生沿45°方向流动,表现出良好塑性。

钛合金热轧板高应变率塑性行为的研究

以10mm厚度的热轧钛合金板TC4为原料,通过Hopkinson压杆实验和强迫剪切实验,对高应变率下的厚板钛合金的塑性行为进行了研究和分析,得到了不同热处理制度下材料的真实应力-应变曲线,并观察了不同热处理制度下试验后材料的微观组织。