文档介绍：第 35 卷第 7 期稀有金属材料与工程 ,
2006 年 7月 RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING July 2006

钨含量对钨合金动态剪切性能的影响

王迎春王富耻李树奎
(北京理工大学北京 100081)

摘要利用帽形试样在 Hopkinson 压杆上测试钨合金动态剪切应力应变关系研究了钨含量在 90%~97% 质量分
数范围内应变率约为 105s-1 时钨含量对动态剪切性能的影响结果表明钨含量增加动态剪切强度随之增加
断裂应变随之降低动态剪切强度与钨的体积分数呈线性递增关系断口分析表明断口表现以粘结相撕裂和钨颗
粒劈裂的混合断裂钨颗粒劈裂比例近似等于钨颗粒体积分数
关键词剪切性能钨合金冲击加载
中图法分类号 TG 文献标识码 A 文章编号 1002-185X(2006)07-1132-03

钨合金是一种由近似于球形的钨颗粒和由镍铁
组成的粘接相通过液相烧结而成的双相合金由于其
1
0
d
具有高密度高强度等特点在国防军工中主要作为 d
穿甲弹芯材料以及预制子母弹丸材料近年来国内
外都在开展将钨合金用作战斗部壳体材料的研究[1] 在
Input rod Sample Output rod
爆轰加载条件下壳体受到爆炸产物的作用迅速向外
膨胀直至破裂形成破片破片的断裂形式有剪切和图 1 试验装置示意图
拉伸两种破片的断裂形式与材料的性能受力状态 Schematic presentation of the dynamic shear testing
等有着密切的联系其中材料的本性是内在因素受
力状态是外在因素以联合强度理论来分析[2] 不同根据一维应力波理论和文献[4,5]的方法作用于
材料在相同的受力状态下抗剪能力和抗拉能力受材剪切区的剪切应力τs(t) 剪切应变γs(t)和剪应变率
γ
料能够承受的抗剪强度和抗拉强度的影响关于钨含s (t) 分别为
量对抗拉强度的影响前人已研究了不少[3] 本工作 E A
τ= 0 b ε
s (t) t 1
主要研究钨含量对钨合金的动态剪切强度剪切变形 As
断口形貌的影响为进一步研究钨合金破片断裂机理 c t
γ= − 0 ε−ε
s ∫[ i t ]dt 2
− 0
提供一定的实验依据 d1 d 0
c
γ = 0 (ε−ε) 3
1 材料和方法 s − i t
d1 d 0
试验材料为 W-Ni-Fe 系合金钨的质量分数含量式中 d1 和 d0 为帽形试样的内外径 E0 和 c0 为
Hopkinson 杆的弹性模量和纵向波速 As 为试样韧带 3׃Fe 比为 7׃分别为 90% 93% 95% 96% 97% Ni
以下钨含量为 90%简称 90W 其它钨合金以同样方所形成的薄圆筒的圆柱表面积,即剪切时作用的面积
式命名经冷等静压成型后在氢气炉中烧结而成(计算时取薄圆筒的内表面和外表面面积之和的一
将上述 5 种钨合金分别制成金相试样用定量金半) Ab 为透射杆的横截面积εi 和εt 分别为输入杆和
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