论文部分内容阅读
本工作在国家自然科学基金(绝热剪切断裂瞬间演变历程与绝热剪切敏感性评估研究,No.50671121；高强铝合金绝热剪切带的损伤机理及自组织行为,No.50971134)、解放军总装备部预研基金(No.9140A12011610BQ1901)以及国家重点实验室爆炸科学与技术重点项目(No. KFJJ09-1)的资助下,开展的主要工作如下：通过分离式Hopkinson压杆(SHPB)技术对钛合金TC16帽型试样进行动态加载,采用电子背散射衍射(EBSD)技术,以IQ值、CI值以及Fit值作为应变敏感因子,研究了钛合金TC16内绝热剪切带及其临近区域的应变场分布。结果表明,按照应变梯度,可将绝热剪切带及其临近区域的应变场分为3个区域：第一部分为绝热剪切带区域,其内具有最大的应变；第二部分为绝热剪切带两侧各约2μm范围内,该区域的应变次之；第三部分为远离绝热剪切带的基体区域,此处应变最小。通过分析指出,由于绝热剪切带在剪切力作用下经历了最大的应变,因此绝热剪切带是微裂纹优先形核和扩展的区域。利用分离式Hopkinson压杆(SHPB)技术对新型超高强β钛合金Ti1300的帽形试样进行动态加载,采用透射电镜(TEM)研究Ti1300钛合金绝热剪切带内部的微观结构和相变情况。结果表明,剪切带的边缘由具有高位错密度沿着剪切方向排列的宽度为0.2-0.4μm的伸长晶粒组织构成。剪切带内部由沿剪切方向分布的细小等轴晶粒组成,其与基体组织的形貌显著不同。结合衍射斑点分析与暗场技术首次在钛合金绝热剪切带内观测到无热ω相变。通过进一步分析指出,无热ω相形核的原因主要是由于绝热剪切带内极端特殊的温度历史为其形核提供了必要的热力学条件,而其聚集的应变能又为ω相形核提供了动力学保障；同时,该合金的高合金化也是发生无热ω相变的必要条件。将动态响应数据与绝热温升和温降的定量计算相结合,描述了绝热剪切带形成过程中的热/力演变历程,利用RDR动态再结晶机制,进行了再结晶动力学验算,阐释了Ti1300钛合金中绝热剪切带内的微观结构演变机制。