肖大武*, 黃海，何立峰， 鄒東利

中國工程物理研究院，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態變形行為及絕熱剪切斷裂機理。結果表明U-2.5wt%Nb合金的動態變形行為具有顯著的應變率敏感性和熱軟化效應。隨應變率升高，屈服強度和流動應力迅速增大，加工硬化行為應變率不敏感；隨溫度升高，屈服強度和流動應力迅速降低，加工硬化行為趨于理想塑性。通過圓柱試樣“凍結應變”法和帽形試樣深入研究了動態加載下U-2.5wt%Nb合金的絕熱剪切斷裂特性。應變凍結實驗結果顯示，在103s-1應變率下，U-2.5wt%Nb合金絕熱剪切帶萌生的臨界應變約為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化為結構發生變化的白亮色轉變帶。而帽形試樣沖擊加載結果揭示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域萌生擴展，而是出現在帽口上端；進一步微觀分析顯示，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、擴展、斷裂主要與試樣內部的夾雜物類型、分布形態密切相關。小應變重復加載試驗中觀察到在塑性應變只有5%的條件下，試樣內部的脆性夾雜物如C、N化合物等就發生了破碎；不同沖擊速度加載下的回收帽形試樣金相結果也顯示，絕熱剪切初始萌生位置即脆性夾雜物破碎處，顯著區別于一般金屬材料的絕熱剪切萌生機理；而塑性較好的夾雜對絕熱剪切帶的擴展有重要影響，如絕熱剪切帶擴展至Nb夾雜處，可觀察到剪切帶發生轉向、分叉甚至形成漩渦狀結構。

　　聯系方式

　　肖大武：hopkinson@163.com

責任編輯：趙澤南

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