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粉末冶金材料科学与工程  2022, Vol. 27 Issue (5): 498-508    DOI: 10.19976/j.cnki.43-1448/TF.2022027
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超高应变率变形下纯钨的断裂失效行为和动态再结晶
陈逊, 黄宇峰, 张磊, 陈柏杉, 刘文胜, 马运柱
中南大学 轻质高强国家重点实验室,长沙 410083
Fracture failure behavior and dynamic recrystallization of pure tungsten under deformation at ultra-high strain rates
CHEN Xun, HUANG Yufeng, ZHANG Lei, CHEN Boshan, LIU Wensheng, MA Yunzhu
National Key Laboratory of Science and Technology for National Defense on High-strength Structural Materials, Central South University, Changsha 410083, China
全文: PDF (2449 KB)   HTML (0 KB) 
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摘要 采用激光冲击加载技术对粉末冶金烧结态钨和熔炼态钨进行超高应变率下的动态加载,利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对冲击后的多晶钨进行损伤特征和微观组织表征,研究孔洞对冲击载荷下多晶钨的断裂失效行为和动态再结晶机制的影响。结果表明:在超高应变率下多晶钨的断裂失效模式仍以沿晶断裂为主,晶界孔洞和晶内孔洞均为动态加载下材料失效的起源。孔洞对冲击波的反射造成了在孔洞周围应力持续集中,位错大量形成并互相缠结,使得形变储存能迅速增加。在较高的冲击压强下,烧结态钨通过晶界弓出机制发生动态再结晶形核,冲击后存在大量的等轴状再结晶组织,并且由于冲击波随着深度的增加而衰减,再结晶程度随深度增加逐渐降低。
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作者相关文章
陈逊
黄宇峰
张磊
陈柏杉
刘文胜
马运柱
关键词 高应变率激光冲击孔洞多晶钨动态再结晶    
Abstract:The laser shock loading technique was used to achieve dynamic load on powder metallurgy sintered and molten tungsten at ultra-high strain rates. Polycrystalline tungsten’s damage characteristics and microstructure were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). And the effects of holes on the failure behavior and dynamic recrystallization (DRX) mechanism of polycrystalline tungsten was investigated. The results show that fracture along the grain still dominates the failure mode of polycrystalline tungsten at ultra-high strain rates. Holes at grain boundaries and inside grains become the origin of fracture failure of the material under dynamic loading. The reflection of shock waves by the holes causes a continuous concentration of stress around the holes. Many dislocations form and tangle, resulting in a rapid increase in deformation storage energy. Sintered tungsten exhibits numerous equiaxed recrystallization after shock loading at higher shock pressure. The degree of recrystallization decreases as the shock wave decays with thickness.
Key wordshigh strain rate    laser-induced shock    hole    polycrystalline tungsten    dynamic recrystallization
收稿日期: 2022-03-18      出版日期: 2022-11-15
ZTFLH:  TF124  
基金资助:国家自然科学基金资助项目(51931012)
通讯作者: 刘文胜,教授,博士。电话:0731-88877998;E-mail: liuwensheng@csu.edu.cn。黄宇峰,博士。电话:15874290667;E-mail: huangyufeng@csu.edu.cn   
引用本文:   
陈逊, 黄宇峰, 张磊, 陈柏杉, 刘文胜, 马运柱. 超高应变率变形下纯钨的断裂失效行为和动态再结晶[J]. 粉末冶金材料科学与工程, 2022, 27(5): 498-508.
CHEN Xun, HUANG Yufeng, ZHANG Lei, CHEN Boshan, LIU Wensheng, MA Yunzhu. Fracture failure behavior and dynamic recrystallization of pure tungsten under deformation at ultra-high strain rates. Materials Science and Engineering of Powder Metallurgy, 2022, 27(5): 498-508.
链接本文:  
http://pmbjb.csu.edu.cn/CN/10.19976/j.cnki.43-1448/TF.2022027     或     http://pmbjb.csu.edu.cn/CN/Y2022/V27/I5/498
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