论文部分内容阅读
本论文主要以超高强度钢作为研究对象,对其在高温和高速冲击环境下的力学性能以及微观组织形态展开了一系列的研究。首先是超高强度钢高温方面,主要是利用MTS880电子万能试验机进行不同温度系列的高温拉伸实验,并借助于金相、扫描电镜等仪器分析经高温拉伸后试样的显微组织和断口形貌,研究其高温软化抗力；其次是超高强度钢高速方面,主要是利用准静态压缩装置、霍普金森压杆(SHPB)装置,研究三种超高强度钢的静动态力学性能,并借助于金相、扫描电镜和透射电镜等研究高速冲击加载条件下的变形和破坏机制。全文主要获得以下研究结果：三种超高强度钢在试验温度400～700℃范围内,G54钢的高温软化抗力最强,其次是A100钢,G31钢的高温软化抗力最差；当试验温度为600℃时,G54二次硬化钢的塑性最差,可能由于杂质元素偏聚在晶界附近,使晶界强度减弱,形成应力集中源,在应力作用下容易在晶界萌生裂纹,裂纹沿着晶界扩展、长大,最终导致沿晶断裂；当试验温度为700℃时,G54二次硬化钢的塑性较高,可能由于晶界附近薄膜状逆转变奥氏体形成有关。在应变率10-3～5000s-1范围内,随着应变率的提高,三种超高强度钢材料的流变应力也逐渐提高,它们均具有一定的应变率强化效应即应变率敏感性。在应变率10-3～1000s-1范围内时,A100和G54钢应变率敏感性比较高,G31钢应变率敏感性较低；在应变率1000-5000S-1范围内时,A100和G31钢应变率敏感性较高,G54钢应变率敏感性较低。在高应变率加载条件下,随着应变的增加,材料的流变应力并未增大呈下降趋势,主要与材料的形变强化、应变率强化及热软化有关,说明试样在冲击过程中由于绝热温升导致热软化作用逐渐占主导地位造成的。三种超高强度钢在高应变速率冲击下断口形貌,从宏观上看均为45°剪切破坏,从微观上看断口的形貌均为拉长的抛物线状韧窝,属于韧性断裂,抛物线状的拉长韧窝是由剪应力作用形成的。在三类超高强度钢中,绝热剪切敏感性最低为G31钢,G54、A100钢的绝热剪切敏感性比较接近,但均高于G31钢。超高强度钢的绝热剪切敏感性高低与钢的成分、导热系数以及强度等因素有关,材料的屈强比或强导比值越高,则绝热剪切敏感性就越高。