YBCO厚膜用高变形率Ni基带中的加工和退火织构

系统研究了高变形率Ni基带中的加工和退火织构。用高纯Ni板（99．99％）为初始坯料进行高变形率室温轧制，加工率分别为80％，89％，93％和95％。对加工率为95％的试样在750℃，800℃，850℃，900℃，950℃和1000℃进行5h再结晶退火。用X射线衍射、极图、取向分布函数等方法分析；讨论了Ni基带加工织相，再结晶退火织构的形成和发展。结果表明：随总冷加工率的增加，在Ni基带的加工织构中，沿β取向线的｛112｝<111>和｛123｝<634>织构成分增加,｛110｝<112>绿构成分较低；总冷加工率为95％的试样中，随再结晶退火温度的增加，立方级构的体积分数逐渐增加，φ扫描的FWHM变窄；当再结晶退火温度较低时，立方织相成分偏离正常位置12°～13°，随退火温度的增加，如在1000℃退火，立方织相成分偏离正常位置程度逐渐缩小，变成sharp立方织构。

金属材料的高应变率塑性变形及纳米化

塑性变形方法是目前研究与制备金属纳米晶材料的技术方法之一,包括低应变率变形和高应变率变形2种.作者对金属材料在表面机械研磨和高能球磨这2种高应变率塑性变形条件下的微观组织演化及纳米晶形成机理的研究和最新进展进行了综述,旨在更好地理解该力学条件下金属材料的纳米化现象,以促进纳米材料的制备研究.

考虑微观结构特征长度演化的内变量黏塑性本构模型

在金属晶体材料高应变率大应变变形过程中,存在强烈的位错胞尺寸等微观结构特征长度细化现象,势必对材料加工硬化、宏观塑性流动应力产生重要影响。基于宏观塑性流动应力与位错胞尺寸成反比关系,提出了一种新型的BCJ本构模型。利用位错胞尺寸参数,修正了BCJ模型的流动法则、内变量演化方程,引入了考虑应变率和温度相关性的位错胞尺寸演化方程,建立了综合考虑微观结构特征长度演化、位错累积与湮灭的内变量黏塑性本构模型。应用本文模型,对OFHC铜应变率在10^-4～10^3 s^-1、温度在298～542K、应变在0～1的实验应力-应变数据进行了预测。结果表明：在较宽应变率、温度和应变范围内,本文模型的预测数据与实验吻合很好;与BCJ模型相比,对不同加载条件下实验数据的预测精度均有较大程度的提高,最大平均相对误差从9.939%减小为5.525%。

Comparison of microstructures in electroformed and spin-formed copper liners of shaped charge undergone high-strain-rate deformation

The as-formed and post-deformed microstructures in both electroformed and spin-formed copper liners of shaped charge were studied by optical microscopy(OM), electron backscattering Kikuchi patterns(EBSP) technique and transmission electron microscopy(TEM). The deformation was carried out at an ultra-high strain rate. OM analysis shows that the initial grains of the electroformed copper liner are finer than those of the spin-formed copper liners. Meanwhile, EBSP analysis reveals that the fiber texture exists in the electroformed copper liners, whereas there is no texture observed in the spin-formed copper liners before deformation. Having undergone high-strain-rate deformation the grains in the recovered slugs, which are transformed from both the electroformed and spin-formed copper liners, all become small. TEM observations of the above two kinds of post-deformed specimens show the existence of cellular structures characterized by tangled dislocations and subgrain boundaries consisting of dislocation arrays. These experimental results indicate that dynamic recovery and recrystallization play an important role in the high-strain-rate deformation process.

温度和应变率对原位合成钛基复合材料动态压缩性能及破坏机制的影响

使用分离式Hopkinson压杆（SHPB）系统,在温度293~973K、应变率6 000~10 000s^-1下,对原位合成TiC颗粒和TiB晶须混合增强钛基复合材料（TMCs）的动态压缩性能进行了研究。试验结果表明：在373~573K、673~773K和873~973K范围内TMCs流变应力随温度的增加而显著减小;在较低温度（低于373K）和较低应变率（6 000~8 000s^-1）下,TMCs呈现小幅的应变率硬化特征,而在较高温度（573K及以上）时各应变率下TMCs均存在应变率软化特征,且温度越高材料应变率软化效应越明显。材料失效/断裂机制分析表明：应变率软化机制主要是绝热软化及其产生的绝热剪切带（ABS）中微裂纹的形成和扩展的综合作用;在较高的应变率和较大应变下ABS中会产生微裂纹,温度较低时TMCs塑性不足以抑制或阻碍微裂纹的扩展,从而导致TMCs在宏观上迅速破坏;材料破坏时以钛合金基体塑性断裂为主,但在局部伴随部分增强相脆性断裂。

金属材料绝热剪切带形成机制及多尺度模拟研究进展

韧性金属受冲击时,绝热剪切带(adiabatic shear band,ASB)成为一种重要的变形失效机制.力-热耦合作用下,在极窄的区域内热塑性失稳的发生使得裂纹沿带内或边界迅速扩展而引发失效.在时空上,ASB极端的小尺度给实验研究带来了巨大的挑战.长久以来,学界仍尚未全面认识这一特殊的力学行为,但大量研究工作仍取得了诸多突破性的进展.在实验方面,高速、高分辨率测试技术的应用令人们更加清楚地看到ASB起始和扩展的过程,进而认识到不同影响因素的作用,特别是厘清绝热温升与局部变形之间的关系等.同时,近年来学者已经归纳出多种解释ASB发生的软化机制.此外,在数值分析方面,也提出了很多种有效的模拟方法帮助我们理解ASB的形成过程.除了宏观尺度模型,在不同微观尺度模型中引入各种微观机理的作用,独立地研究不同微观变量对动态力学行为的影响,能够极大地促进人们对ASB的认识.本文结合西北工业大学冲击动力学与工程应用研究团队近年来针对绝热剪切失稳行为取得的多项研究成果,总结了其他多种针对不同微观特征金属材料所提出的ASB形成机理,系统地梳理了目前应用于ASB研究的多尺度模拟方法及其研究进展.最后,对该研究领域存在的问题和未来重点关注的研究方向进行了讨论和展望.