【摘 要】
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作为一种新的材料,高熵合金具有优于其他传统合金的显著优势,高熵合金的多主元效应使得其在强度、硬度、延展性、耐磨性、抗腐蚀性、疲劳、断裂韧性等方面均表现出了较为广阔的应用前景;高熵合金灵活的组分设计,大大扩充了材料的组成体系,基于过渡元素的高强度,高含能元的难熔高熵合金有望成为新的结构释能元件,替代现有惰性战斗部壳体,增强战斗部的毁伤能力。本文选取理论燃烧热值高,混合密度较低的TiZrNbV为研究对
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作为一种新的材料,高熵合金具有优于其他传统合金的显著优势,高熵合金的多主元效应使得其在强度、硬度、延展性、耐磨性、抗腐蚀性、疲劳、断裂韧性等方面均表现出了较为广阔的应用前景;高熵合金灵活的组分设计,大大扩充了材料的组成体系,基于过渡元素的高强度,高含能元的难熔高熵合金有望成为新的结构释能元件,替代现有惰性战斗部壳体,增强战斗部的毁伤能力。本文选取理论燃烧热值高,混合密度较低的TiZrNbV为研究对象,探究其在撞击条件下的力学响应及释能特性,为未来材料的应用提供参数。本文开展了从低应变率到高应变率的准静态压缩实验,霍普金森杆压缩实验,平板撞击实验以及直接弹道实验,对加载前后的试样进行了微观表征,从力学性能以及释能特性两个角度评估了材料的性能。（1）动静态加载条件下材料的应力应变曲线均表现出明显的加工硬化现象,对霍普金森压杆回收试样进行扫描电镜实验,表明在样品内部出现了因变形集中而引起的绝热剪切带;基于实验得到了材料动态应力应变曲线,拟合确定了Johnson-Cook（J-C）本构模型参数;结合有限元数值分析,绝热剪切带可能是引起材料在动态加载下发生提前失效现象的重要原因。（2）采用对比法及反向撞击法平板撞击实验测试得到了材料的冲击绝热线D-u关系式参数c0和s,并基于此确定了材料格林艾森状态方程参数。（3）采用直接弹道实验研究得到了不同撞击速度下的弹丸化学反应程度,结果表明,在加载的速度1100-1800m/s的范围内,材料以氧化燃烧反应为主,材料的反应程度在5-17%。本文的研究成果对理解难熔高熵合金金的力学性能和释能性能特性具有着重要的意义,可以为后续材料的工程应用提供参数指导。
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