论文部分内容阅读
钒合金具有低的辐照活性,优良的高温力学性能和抗幅照肿胀性能,在核聚变反应堆中重要的应用前景。在反应堆的全寿命周期中,钒合金结构件可能会经受爆炸、冲击等动态载荷,开展钒合金的动态力学性能研究对反应堆的防护设计具有重要意义。钒合金为体心立方(BCC)金属,BCC金属在动态载荷下变形和损伤是目前的研究热点,开展钒合金动态变形方式的研究对深入认识BBC金属动态变形机制有重要的学术价值。
本文利用SHPB装置和MTS材料试验机对V-5Cr-5Ti合金在常温及高温下的动态压缩力学性能进行了测试,利用金相显微镜对不同应变率和不同温度下试验后的V-5Cr-5Ti合金组织进行了分析,根据实验结果,确定了可描述V-5Cr-5Ti合金在高温高率下本构方程参数。主要结论为:
(1)在常温高应变率压缩情况下,V-5Cr-5Ti合金表现出较强的应变率敏感性。随着应变率增加,V-5Cr-5Ti合金的塑性变形机制由单一的滑移转变成滑移和孪生共存。
(2)V-5Cr-5Ti合金动态性能对温度具有很强的敏感性,随着温度升高,材料的屈服强度会有明显的下降。当温度上升到600℃时,晶体中出现了晶界熔化现象。
(3)在高应变率下V-5Cr-5Ti合金中孪晶出现与应变的范围有关。只有在一定的应变范围,才会观察到孪晶组织。
(4)应变率的提高会使得帽状试件在剪切带处出现穿晶断裂,而且裂纹的长度和宽度都随着应变率的增加而增大。剪切带宽度对试件破坏的影响尚不明显;试件长度对破坏的影响尚无法确定。
(5)流动应力一应变率对数坐标系下,V-5Cr-5Ti合金的流动应力与应变率呈线性关系,J-C模型比较适合描述该合金材料的力学性能,并求出了其本构模型参数。拟合的J-C模型能够和实验结果得到较好的吻合。