T&D Materials Manufacturing LLC

Udarowa wytrzymałość stopu wolframu

Apr 07, 2022

Stopy wolframu o ułamku masowym 93% wolframu stały się bardzo interesującymi materiałami w wojsku ze względu na ich dobrą wytrzymałość, wytrzymałość i wysoką gęstość. Jego dynamiczne właściwości mechaniczne i dynamiczny mechanizm pękania pod wpływem obciążenia udarowego od wielu lat stanowią ważne tematy badawcze dla naukowców w kraju i za granicą [1-4]. Kuty stop wolframu jest używany jako główny materiał różnych pocisków przeciwpancernych. Kiedy jest wystrzeliwany w komorze działa, ciśnienie w komorze osiąga 500-600MPa, przyspieszenie bezwładności wynosi (40000-60000) × g, a temperatura spalania prochu sięga nawet kilku tysięcy stopni. W warunkach obciążenia uderzeniowego w materiale pocisku powstaną nieustalone naprężenia większe niż 1-krotność ciśnienia w komorze, szybkość odkształcenia aż 102-103s-1 i chwilowy wzrost temperatury o wielkość Baidu. W szczególności, ogon pocisku podlega silnemu odrzutowi bezwładności i tworzy wysokie przejściowe naprężenie rozciągające, które może spowodować złamanie ogona. Dlatego też eksperymentalna analiza udarności i mechanizmu pękania tego stopu wolframu ma istotne znaczenie praktyczne.

Bezpośrednio zmierzyliśmy dynamiczne właściwości rozciągania i maksymalne odkształcenie przy rozciąganiu stopów wolframu w zakresie szybkości odkształcania do 102 ~ 103 s-1, ustaliliśmy model konstytutywny do opisania jego dynamicznego zachowania przy rozciąganiu i zaproponowaliśmy, że materiał ulega plastyczności. Kryterium niestabilności powodującej pękanie przy rozciąganiu. Ponadto analiza fraktalna charakterystyk mikroskopowych dynamicznego pęknięcia rozciągającego stanowi podstawę i wsparcie dla makroskopowych dynamicznych właściwości rozciągania materiału z mikroskopowego punktu widzenia.

Dynamiczne urządzenie do eksperymentów rozciągania składa się z koła zamachowego o średnicy 114 mi obrotowej prędkości liniowej 100 m/s oraz zestawu prętów Hopkinsona. Gdzieś w pobliżu zewnętrznej obręczy koła zamachowego znajduje się dwuczęściowy młotek, który jest wyrzucany pod kontrolą. Gdy prędkość liniowa krawędzi koła zamachowego osiągnie ustawioną wartość, dwie głowice młotka są natychmiast wyrzucane i uderzają w metalowy blok z tą prędkością. W tym czasie krótki pręt ze stopu aluminium LY-12 połączony z nim i pręt wejściowy jest ściągany. , tak więc przybliżony prostokątny impuls naprężenia rozciągającego jest przesyłany do badanego elementu przez pręt wejściowy. Gdy impuls rozciągający jest przesyłany do interfejsu między próbką a prętem wyjściowym, następuje odbicie i fala odbita jest tworzona w próbce i pręcie wejściowym, a fala przepuszczana jest przesyłana w tym samym czasie do pręta wyjściowego. Fale te rejestrowano za pomocą systemu czujnika tensometrycznego-dynamicznego tensometru przymocowanego do 2 biegunów.

Stopy wolframu mają dwa tryby pękania, jeden to pękanie typu 1 wzdłuż granicy ziaren między cząstkami wolframu i fazą matrycy wiążącej, a drugi to tak zwany tryb pękania transgranularnego. Udział każdego trybu pękania na całej powierzchni przełomu jest ściśle związany z szybkością odkształcania. Wzrost w trybie pękania przezkrystalicznego oznacza, że ​​wytrzymałość materiału staje się lepsza. Wręcz przeciwnie, uważa się, że materiał staje się kruchy. Drugi wymiar fraktalny został wybrany do opisania morfologii pęknięcia. a1 Metoda poszukiwania wymiaru fraktalnego polega na wybraniu 10 pól widzenia z każdego pęknięcia próbki i powiększeniu go 500 razy; b1 podziel całe pęknięcie na małe kwadraty o długości boku 3 μm. Następnie policz ułamek małych kwadratów w drugim trybie. Jednocześnie liczba małych kwadratów N; Zliczono c1 całego zdjęcia złamania. Ponadto wykonano podobne statystyki dotyczące pęknięć badanych próbek w różnych warunkach temperaturowych i szybkości odkształcania i uzyskano wyniki.


goTop