通過固溶處理獲得近α型Ti6321鈦合金的雙態(tài)和魏氏組織,研究不同組織對材料在Taylor桿沖擊條件下動態(tài)損傷和斷裂行為的影響。利用Taylor桿對材料進(jìn)行動態(tài)加載,彈體的撞擊速度范圍為146～228 m/s,結(jié)合光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡和定量金相表征方法對其微觀組織演化進(jìn)行觀察分析。結(jié)果表明:雙態(tài)組織的Ti6321合金具有更好的抗沖擊性能;雙態(tài)組織和魏氏組織試樣在加載后的顯微組織均發(fā)生了明顯變化,隨著沖擊加載速度的增加,雙態(tài)組織的初生α晶粒尺寸由25.3μm減小至16.7μm,次生α相和β相在載荷作用下變形、碎化;對于魏氏組織鈦合金,次生α相沿受力方向顯著拉長;觀察斷口可以發(fā)現(xiàn),兩種組織試樣的斷口均可以分為光滑熔融區(qū)和韌窩區(qū),兩個區(qū)域之間的界限并不明顯;兩種組織試樣均發(fā)生了絕熱剪切破壞,相比于魏氏組織,雙態(tài)組織Ti6321合金具有較低的絕熱剪切敏感性。

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【部分圖文】：

圖1Ti6321鈦合金原始組織圖

Taylor桿沖擊實驗在中北大學(xué)進(jìn)行，實驗裝置如圖2(a)所示，裝置由彈體發(fā)射器、測速儀、長圓柱形彈體及可以看作是平面的剛性靶組成。彈體尺寸為ф7.8mm×25mm，如圖2(b)所示，試樣表面精車至表面粗糙度小于1.6μm．彈體發(fā)射裝置為ф9mm滑膛槍，發(fā)射速度范圍為100....

圖2Taylor實驗裝置及子彈尺寸示意圖

圖1Ti6321鈦合金原始組織圖利用測速儀采集實驗過程中彈體的實際速度，收集實驗后試樣。若試樣在實驗過程中崩斷，盡可能地收集所有的破碎部分、記錄實驗后的彈體狀態(tài)并測量彈體的相關(guān)外形數(shù)據(jù)。將彈體崩斷部分進(jìn)行清洗并通過掃描電子顯微鏡(SEM)觀察斷口形貌。將彈體沿中軸線切開、拋光，....

圖3Taylor實驗后的試樣變形參數(shù)

式中:Lo、Lr、Lu分別為試樣原始長度、撞擊后剩余長度以及撞擊后未變形部分長度(見圖3)。圖3中Do為撞擊前原始直徑，Df為撞擊后試樣底部直徑。由于假定減速度是均勻的，因此沖擊持續(xù)時間T為

圖4彈體狀態(tài)

將各試樣在Taylor桿沖擊實驗過程中實驗參數(shù)、實驗前后彈體的外形數(shù)據(jù)、彈體狀態(tài)以及計算所得的彈體應(yīng)變和應(yīng)變率記錄表2中，彈體的撞擊速度范圍為146～228m/s，平均應(yīng)變率范圍為0.97×104～1.24×104s-1．并且根據(jù)撞擊后彈體形狀的不同，將撞擊后彈體狀態(tài)主要分為輕....

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