侵彻过程中穿甲弹温升机制的研究

钨合金模拟穿甲弹以 14 0 0m/s左右的初速侵彻经 2 0 0℃回火处理的 6 0 3装甲钢时 ,钨合金内会出现部分粘结相和钨颗粒熔化的现象 ,这种现象主要不是由冲击压缩引起的 ,而是由高应变率剪切变形引起的     

压缩变形对钨渗铜合金微观组织及性能的影响

通过静态压缩试验,研究了80钨渗铜合金在不同变形量条件下的微观组织及力学性能。试验得到了微观组织、力学性能随压缩变形量的变化规律。随着变形量的增加,组织形貌发生显著变化,钨颗粒沿轴向被拉长,铜粘结相也被拉成长条状。随着变形量的增加,80W-Cu的硬度不断增大。对合金进行室温拉伸试验,断口的观察发现80钨渗铜合金在室温下的断裂是钨颗粒的解理断裂,W-Cu界面的分离,铜粘结相的撕裂3种断裂模式共同作用的结果,但钨颗粒解理断裂是其主要的断裂方式。     

高速冲击载荷下钨骨架/Zr基非晶合金复合材料的变形特征

利用自制高速冲击加载试验装置研究了钨骨架／Zr基非晶合金复合材料的室温变形特征。该复合材料在高速冲击载荷作用下的变形特征主要包括钨骨架碎化、Zr基非晶合金软化且沿钨骨架变形的方向发生流动。在剪切断裂面上不同变形带之间有明显的交界线,这些交界线形成剪切带和裂纹。     

热挤压钨合金动态力学性能及破坏规律研究

采用热挤压工艺对94.9W-3.4Ni-1.6Fe-0.1Co合金进行形变强化,沿与挤压棒材轴向呈0、45、90°夹角方向取试样进行动态压缩性能试验,对试验后的试样进行微观分析,测试挤压后钨合金的显微硬度。试验结果表明:热挤压钨合金具有纤维状的微观组织特征,屈服强度和塑性呈现明显的各向异性,挤压过程中粘结相的强化效果较钨颗粒明显;热挤压钨合金的绝热剪切敏感性呈现各向异性,垂直于纤维组织方向绝热剪切敏感性最高,平行于纤维组织方向绝热剪切敏感性较低;挤压后钨合金裂纹易于在钨颗粒内部萌生和扩展。     

钨合金轧制变形强化的组织与性能研究

选用95WNiFe高密度合金,进行了系列轧制试验,对不同轧制变形量的材料进行金相分析,分析材料内部轧制变形机理,同时对不同变形量的材料分别从纵向、横向取样进行力学性能测试,考察轧制变形量对材料力学性能的影响。结果表明:钨合金经过轧制变形后内部钨颗粒呈纤维状,粘结相均匀分布在钨颗粒之间;随着轧制变形量的增大,钨合金抗拉强度明显增高,延伸率降低,当变形量达到89.9%时,抗拉强度达到1 385 MPa,延伸率降到3%。     

由钨合金的两相參数计算其宏观抗拉强度

钨合金是由钨颗粒相和基体组成的两相材料。利用Eshelby方程和Mori-Tanaka平均应力概念以及本文给出的增量法,可由钨颗粒相的形状、体积份数及两相力学性能参数计算得到钨合金材料的宏观抗拉强度。文内对特定钨合金进行了计算分析。分析表明,随工艺处理变形量的增加,钨合金材料的脆性增加,对于工艺处理变形量较小的钨合金,首先在基体相中达到拉伸破坏;而对于工艺处理变形量较大的钨合金,首先在鸽颗粒相中达到拉伸破坏。本文对钨合金材料宏观抗拉强度的计算结果与试验结果一致。     

钨骨架/Zr基非晶复合材料准静态断裂特征研究

研究了用渗流铸造法制备的钨骨架/Zr基非晶复合材料在1.4×10-2s-1应变率条件下的力学性能与变形断裂特征。试验发现钨骨架/Zr基非晶复合材料在准静态压缩条件下具有很高的压缩强度(3300～3500MPa)和良好的塑性变形能力(50%～60%)。利用SEM研究压缩后试样的微观组织形貌,发现钨骨架与非晶相的相互嵌套改变了非晶和钨骨架二者各自的变形机理与断裂模式。非晶相阻碍了钨骨架中裂纹的扩展,钨骨架抑制了非晶相中大面积流变的发生。复合材料的断裂表现为一种混合断裂模式,其中非晶相的断裂为局部软化后的撕裂。     

预扭转钨合金杆弹侵彻能力的实验研究

对预扭转和未扭转钨合金杆弹进行了侵彻实验,实验结果指出钨合金杆弹经预扭转之后侵彻能力有一定的提高．分析了在冲击过程中钨合金晶粒变形过程,发现预扭转后钨晶粒沿最大剪应力方向排列,因此有利于绝热剪切变形的发生,绝热剪切带使得弹头在侵彻过程中不断自锐,从而提高了预扭钨合金杆弹的侵彻能力．     

穿甲弹用新型钨合金材料的研究

试验采用粉末冶金的方法,用合金钢粉的包覆粉作为主要粘结相,设计制备了新型穿甲弹战斗部用钨合金材料。对该合金进行了微观组织分析和力学性能检测。结果表明:室温抗拉强度为790 MPa,延伸率为9.0%,满足了作为穿甲弹战斗部材料基本的力学性能要求;在应变为0.32、应变率为3 600 s-1的条件下,合金在最大剪应力方向上出现了剪切带的特征。     

钨合金帽型试样的绝热剪切带数值模拟研究

利用帽型试样在 Hopkinson 压杆上测试锻造退火态钨合金的动态应力-应变关系,通过计算拟合钨合金材料Johnson-Cook 本构关系中的5个待定参量,建立帽型试样的有限元模型。采用两种不同的网格划分,在剪切区域内采用细密的网格,并逐渐过渡到粗糙网格。利用有限元分析软件 LS-DYNA 模拟钨合金帽型试样在冲击载荷下绝热剪切带的形成过程,与试验观察结果一致,对于理论分析和试验具有一定的参考和指导作用。     

具备绝热剪切敏感性的钨合金穿甲弹材料研究现状

通过对绝热剪切在穿甲过程中作用的分析,比较了纯钨、钨合金和铀合金三类高密度弹芯材料的常规力学性能和穿甲性能,以及弹丸在穿甲时的破坏行为,重点介绍了近年来国外用铪、金属间化合物、SiO2复合材料、钛合金、高强钢为基体的钨合金及钨纤维/金属玻璃复合材料穿甲弹的研究进展情况,并指明了新型基体材料钨合金今后的研制方向。     

钨合金材料绝热剪切带的有限元分析

利用有限元方法分析了钨合金材料中的绝热剪切带,对比分析了热力学参数对钨合金剪切局部化的影响。通过采 用Bodner-Partom无屈服面的本构模型,使得在数值计算中十分的方便。最后对钨合金材料中的剪切带的形成和局部化过 程进行了分析．并且在分别改变密度、静态屈服应力、比热容及热导率等热力学参数下,对比分析了它们对钨合金剪切局 部化的影响程度,结果表明改变静态屈服应力和比热容对钨合金剪切局部化的影响较大。     

钨丝/锆基非晶合金中钨丝微观动态变形特征

研究W丝/Zr基非晶合金复合材料在高速冲击过程中材料的宏、微观响应特性,以及热效应对非晶合金基体相的作用机制,高速冲击状态下非晶合金复合材料组织演化规律。结果表明:W丝/Zr基非晶合金材料受到复杂应力的作用发生强烈的变形,钨丝存在扭曲、颈缩、劈裂、碎化等多种破坏形式;同时由于Zr基非晶合金基体特殊的约束作用,也为钨丝产生多样化的变形提供了空间,Zr基非晶合金基体与钨丝之间的相互作用机制,是钨丝出现各种变形形式的基础。     

绝热剪切变形局部化研究进展及发展趋势

详细综述了绝热剪切本构失稳研究、ASB内的微观组织结构特征研究及数值技术在ASB研究中的应用等三个方面的国际、国内最新研究成果 ,指出了这些研究中存在的一些问题 ,并对该领域研究的发展趋势进行了综述。     

钨丝增强锆基非晶合金复合材料动态变形特征研究

利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,对体积分数为60%和80%的钨丝增强锆基非晶合金复合材料进行了动态压缩实验,采用 X 射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了复合材料的原始组织以及动态变形特征和断口形貌。结果表明:在动态压缩载荷作用下,W 丝/Zr 基非晶复合材料没有明显的屈服现象即发生断裂;试样的动态压缩强度随着钨丝体积分数的增加而增加,体现了钨丝增强体对复合材料显著的强化作用;试样发生剪切断裂和纵向劈裂,在变形过程中钨丝发生劈裂并有屈曲失稳和翘起,非晶基体表现为软化后的脉状花样和脊状形貌,钨丝体积分数的不同,复合材料呈现出不同的断口特征。     

某大口径榴弹炮弹带挤进过程数值模拟研究

为探索某大口径榴弹炮发射条件下弹带挤进过程的力学机理,建立了弹带挤进坡膛的有限元模型。通过数值模拟研究弹带的动态挤进过程,分析弹带变形及刻槽形成过程,计算得到弹带动态挤进阻力、挤进压力和弹丸运动规律,给出了最大挤进阻力值、挤进压力值及对应时刻弹丸速度值。研究结果表明,挤进过程中弹带材料经历塑性变形流动,发生剪切失效占主导的韧性断裂并形成刻槽,弹带挤进后具有明显的层状特征,其内部区域的塑性变形量很小,弹带绝热变形产生的热量不足以使弹带材料熔化。文中采用的实验测试数据为数值模拟研究提供了支持,下一步工作的重点是开展针对弹带动态挤进阻力及弹丸运动规律的实验研究。