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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