Ti6321钛合金在Taylor杆冲击下的动态断裂微观组织观测

发布时间：2024-04-23 20:35

　　通过固溶处理获得近α型Ti6321钛合金的双态和魏氏组织,研究不同组织对材料在Taylor杆冲击条件下动态损伤和断裂行为的影响。利用Taylor杆对材料进行动态加载,弹体的撞击速度范围为146～228 m/s,结合光学显微镜、扫描电子显微镜和定量金相表征方法对其微观组织演化进行观察分析。结果表明:双态组织的Ti6321合金具有更好的抗冲击性能;双态组织和魏氏组织试样在加载后的显微组织均发生了明显变化,随着冲击加载速度的增加,双态组织的初生α晶粒尺寸由25.3μm减小至16.7μm,次生α相和β相在载荷作用下变形、碎化;对于魏氏组织钛合金,次生α相沿受力方向显著拉长;观察断口可以发现,两种组织试样的断口均可以分为光滑熔融区和韧窝区,两个区域之间的界限并不明显;两种组织试样均发生了绝热剪切破坏,相比于魏氏组织,双态组织Ti6321合金具有较低的绝热剪切敏感性。

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【部分图文】：

图1Ti6321钛合金原始组织图

Taylor杆冲击实验在中北大学进行，实验装置如图2(a)所示，装置由弹体发射器、测速仪、长圆柱形弹体及可以看作是平面的刚性靶组成。弹体尺寸为ф7.8mm×25mm，如图2(b)所示，试样表面精车至表面粗糙度小于1.6μm．弹体发射装置为ф9mm滑膛枪，发射速度范围为100....

图2Taylor实验装置及子弹尺寸示意图

图1Ti6321钛合金原始组织图利用测速仪采集实验过程中弹体的实际速度，收集实验后试样。若试样在实验过程中崩断，尽可能地收集所有的破碎部分、记录实验后的弹体状态并测量弹体的相关外形数据。将弹体崩断部分进行清洗并通过扫描电子显微镜(SEM)观察断口形貌。将弹体沿中轴线切开、抛光，....

图3Taylor实验后的试样变形参数

式中:Lo、Lr、Lu分别为试样原始长度、撞击后剩余长度以及撞击后未变形部分长度(见图3)。图3中Do为撞击前原始直径，Df为撞击后试样底部直径。由于假定减速度是均匀的，因此冲击持续时间T为

图4弹体状态

将各试样在Taylor杆冲击实验过程中实验参数、实验前后弹体的外形数据、弹体状态以及计算所得的弹体应变和应变率记录表2中，弹体的撞击速度范围为146～228m/s，平均应变率范围为0.97×104～1.24×104s-1．并且根据撞击后弹体形状的不同，将撞击后弹体状态主要分为轻....

本文编号：3962727