钛合金动态力学性能与抗弹性能关系研究
发布时间：2021-11-20 10:53
本文以钛合金在装甲材料领域的应用为目的,建立钛合金动态力学性能与抗弹性能间的联系。选取α、α+β和近β三种类型不同牌号钛合金进行准静态压缩、分离式霍普金森压杆（SHPB）和靶试实验,通过光学显微镜和扫描电子显微镜对实验后回收试样宏观形貌、显微组织及绝热剪切带（ASB）进行观察,主要研究结果如下：首先,通过SHPB实验得到经过不同热处理制度处理后的α型TA7和TA11合金、α+β两相型TC4合金、近β型Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr、Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Fe、 Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr和TC18在1500s-1-5000s-1应变率范围单轴压缩条件下的动态变形行为。SHPB实验回收试样宏观形貌显示,试样在破坏加载条件下沿与压缩轴呈45。剪切应力最大的方向发生破坏,为绝热剪切失效。失效试样破坏断面包括以平滑表面为特征的剪切断裂区和以抛物线状韧窝为特征的拉伸断裂区。真应力-应变曲线类型,TA7、TA11和TC4合金为应变硬化型,四种近β型合金为热软化型；合金冲击吸收功最大值递减排序为：4900s-1应变率加载时Ti-55531Zr合金,4800s1应变...
【文章来源】：北京有色金属研究总院北京市
【文章页数】：100 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 论文选题背景及意义
1.2 实验材料的选取及问题提出
1.2.1 实验材料选取
1.2.2 问题的提出
1.3 钛合金抗弹性能
1.4 钛合金的动态变形行为
1.5 材料的绝热剪切行为
1.5.1 绝热剪切变形和绝热温升
1.5.2 绝热剪切带形貌及演化过程
1.5.3 绝热剪切失效机制
1.6 本文主要研究内容及技术路线
2 实验材料及方法
2.1 实验材料
2.2 实验方法
2.2.1 准静态压缩试验
2.2.2 Gleeble热模拟实验
2.2.3 Hopkinson压杆实验
2.2.4 靶试实验
2.2.5 组织观察与分析
3 钛合金动态力学性能
3.1 合金SHPB实验压缩变形后的宏观形貌
3.2 失效试样断口分析
3.3 合金应力-应变行为
3.3.1 合金动态压缩真应力-应变曲线
3.3.2 α型钛合金动态压缩真应力-应变曲线
3.3.3 α+β型钛合金动态压缩真应力-应变曲线
3.3.4 近β型钛合金动态压缩真应力-应变曲线
3.4 SHPB回收试样绝热剪切行为研究
3.4.1 α型合金绝热剪切行为
3.4.2 α+β型合金绝热剪切行为
3.4.3 近β型合金绝热剪切行为
3.5 Johnson-Cook本构方程构建
3.6 小结
4 钛合金抗弹性能
4.1 靶试实验用合金的选取
4.2 抗弹性能分析
4.2.1 靶板宏观损伤行为
4.2.2 靶板绝热剪切行为研究
4.3 动态力学性能与抗弹性能联系
4.4 小结
结论
创新点
展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的学术成果
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]初生α相含量对TC4 ELI钛合金动态应力应变行为的影响[J]. 刘清华,惠松骁,叶文君,王国,胡光山. 中国有色金属学报. 2012(10)
[2]Ti-6Al-4V合金中的绝热剪切断裂（英文）[J]. 张静,谭成文,任宇,于晓东,马红磊,王富耻,才鸿年. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(11)
[3]Ti5Mo5V2Cr3Al合金中绝热剪切带的微观结构演化[J]. 尤振平,米绪军,惠松骁,叶文君,于洋,王博. 稀有金属材料与工程. 2011(07)
[4]Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al合金中的冲击相变研究[J]. 尤振平,惠松骁,叶文君,于洋,刘睿. 稀有金属. 2011(02)
[5]TC18钛合金室温拉伸性能与热处理制度的关系[J]. 贾百芳,杨义,周伟,葛鹏,冯亮,杨冠军. 中国有色金属学报. 2010(S1)
[6]冷却速度对VST55531钛合金的显微组织和力学性能的影响[J]. 付艳艳,惠松骁,叶文君,米绪军,于洋. 中国有色金属学报. 2010(S1)
[7]Ti5Mo5V2Cr3Al合金热变形行为[J]. 尤振平,王博,惠松骁,叶文君,于洋,刘睿. 中国有色金属学报. 2010(S1)
[8]航空用高强度BT22钛合金的研发和应用[J]. 赵红霞,虞文军. 航空制造技术. 2010(01)
[9]TB10钛合金的动态力学性能及绝热剪切分析[J]. 尤振平,叶文君,惠松骁,于洋,王希哲,张翥. 稀有金属. 2008(06)
[10]V50试验方法和实际应用[J]. 王雷. 中国个体防护装备. 2008(04)
博士论文
[1]纯钛及Ti-xAl（x=2,4,6）合金动态变形行为研究[D]. 邓希光.北京有色金属研究总院 2014
[2]钛合金的显微组织与动态性能的关系研究[D]. 尤振平.北京有色金属研究总院 2011
[3]钛及钛合金中绝热剪切带微观结构演化及其集体行为研究[D]. 汪冰峰.中南大学 2006
硕士论文
[1]合金元素含量对Ti-6Al-4V合金动态力学性能的影响[D]. 刘清华.北京有色金属研究总院 2012
[2]BT22高强度铸造钛合金组织与性能的研究[D]. 闫平.机械科学研究总院 2007
本文编号：3507171
【文章来源】：北京有色金属研究总院北京市
【文章页数】：100 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 论文选题背景及意义
1.2 实验材料的选取及问题提出
1.2.1 实验材料选取
1.2.2 问题的提出
1.3 钛合金抗弹性能
1.4 钛合金的动态变形行为
1.5 材料的绝热剪切行为
1.5.1 绝热剪切变形和绝热温升
1.5.2 绝热剪切带形貌及演化过程
1.5.3 绝热剪切失效机制
1.6 本文主要研究内容及技术路线
2 实验材料及方法
2.1 实验材料
2.2 实验方法
2.2.1 准静态压缩试验
2.2.2 Gleeble热模拟实验
2.2.3 Hopkinson压杆实验
2.2.4 靶试实验
2.2.5 组织观察与分析
3 钛合金动态力学性能
3.1 合金SHPB实验压缩变形后的宏观形貌
3.2 失效试样断口分析
3.3 合金应力-应变行为
3.3.1 合金动态压缩真应力-应变曲线
3.3.2 α型钛合金动态压缩真应力-应变曲线
3.3.3 α+β型钛合金动态压缩真应力-应变曲线
3.3.4 近β型钛合金动态压缩真应力-应变曲线
3.4 SHPB回收试样绝热剪切行为研究
3.4.1 α型合金绝热剪切行为
3.4.2 α+β型合金绝热剪切行为
3.4.3 近β型合金绝热剪切行为
3.5 Johnson-Cook本构方程构建
3.6 小结
4 钛合金抗弹性能
4.1 靶试实验用合金的选取
4.2 抗弹性能分析
4.2.1 靶板宏观损伤行为
4.2.2 靶板绝热剪切行为研究
4.3 动态力学性能与抗弹性能联系
4.4 小结
结论
创新点
展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的学术成果
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]初生α相含量对TC4 ELI钛合金动态应力应变行为的影响[J]. 刘清华,惠松骁,叶文君,王国,胡光山. 中国有色金属学报. 2012(10)
[2]Ti-6Al-4V合金中的绝热剪切断裂（英文）[J]. 张静,谭成文,任宇,于晓东,马红磊,王富耻,才鸿年. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(11)
[3]Ti5Mo5V2Cr3Al合金中绝热剪切带的微观结构演化[J]. 尤振平,米绪军,惠松骁,叶文君,于洋,王博. 稀有金属材料与工程. 2011(07)
[4]Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al合金中的冲击相变研究[J]. 尤振平,惠松骁,叶文君,于洋,刘睿. 稀有金属. 2011(02)
[5]TC18钛合金室温拉伸性能与热处理制度的关系[J]. 贾百芳,杨义,周伟,葛鹏,冯亮,杨冠军. 中国有色金属学报. 2010(S1)
[6]冷却速度对VST55531钛合金的显微组织和力学性能的影响[J]. 付艳艳,惠松骁,叶文君,米绪军,于洋. 中国有色金属学报. 2010(S1)
[7]Ti5Mo5V2Cr3Al合金热变形行为[J]. 尤振平,王博,惠松骁,叶文君,于洋,刘睿. 中国有色金属学报. 2010(S1)
[8]航空用高强度BT22钛合金的研发和应用[J]. 赵红霞,虞文军. 航空制造技术. 2010(01)
[9]TB10钛合金的动态力学性能及绝热剪切分析[J]. 尤振平,叶文君,惠松骁,于洋,王希哲,张翥. 稀有金属. 2008(06)
[10]V50试验方法和实际应用[J]. 王雷. 中国个体防护装备. 2008(04)
博士论文
[1]纯钛及Ti-xAl（x=2,4,6）合金动态变形行为研究[D]. 邓希光.北京有色金属研究总院 2014
[2]钛合金的显微组织与动态性能的关系研究[D]. 尤振平.北京有色金属研究总院 2011
[3]钛及钛合金中绝热剪切带微观结构演化及其集体行为研究[D]. 汪冰峰.中南大学 2006
硕士论文
[1]合金元素含量对Ti-6Al-4V合金动态力学性能的影响[D]. 刘清华.北京有色金属研究总院 2012
[2]BT22高强度铸造钛合金组织与性能的研究[D]. 闫平.机械科学研究总院 2007
本文编号：3507171
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/gckjbs/3507171.html
