新型ZrTiAlV合金力学性能及高速冲击行为研究

摘要：

ZrTiAlV合金具有较低的密度和优异的力学性能,使其有可能代替传统材料作为空间活动构件的新型材料使用.该文通过分离式霍普金森压杆、二级轻气炮和激光驱动飞片等实验技术,系统研究了ZrTiAlV合金的准静态和动态力学性能,冲击压缩性能和微小碎片高速撞击特性.研究发现,该合金具有较高的强度和较好的塑性,屈服强度随应变速率的提高而增加,变形过程中有塑性应变现象.通过热处理可以改善ZrTiAlV合金的力学性能.高温退火后合金完全由β相组成,在准静态和动态条件下均具有较好的塑性;退火后再回火可在β相中析出细小的α相,从而提高合金的强度,但经回火处理后合金在较高应变速率下塑性较差.经9MeV质子辐照后,ZrTiAlV合金的动态压缩强度随质子累积注量的增加而下降,经累积注量1×1013/cm2质子辐照后,合金的动态压缩强度随应变速率的增加而减小,而原始锻造态的合金动态压缩强度随应变速率的增加而增加,合金的塑性较差,且辐照前后的变化不大.通过冲击压缩实验,得到了ZrTiAlV合金的冲击波速度和波后粒子速度的关系,获得了该合金的Grüneisen参数和P-V-T物态方程.获得了微小碎片对ZrTiAlV合金单次和累积撞击损伤规律,分析了损伤机理.

关键词：ZrTiAlV合金、动态力学性能、热处理、质子辐照、冲击压缩、微小碎片高速撞击

分类号：O63;TG1

在线出版日期：2016-09-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

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