細(xì)晶W-Cu合金高溫力學(xué)性能與動態(tài)力學(xué)行為的研究.pdf

1、材料的力學(xué)性能通常既與材料本身?xiàng)l件如內(nèi)部微觀組織結(jié)構(gòu)有關(guān),又與加載時的外部條件如變形溫度、加載速率、變形程度等因素有關(guān),深入了解材料在特殊條件下的響應(yīng)特性對材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和安全有著非常重要的意義。為了研究細(xì)晶W-Cu合金的高溫力學(xué)性能與動態(tài)力學(xué)行為,本論文采用噴霧干燥-氫氣還原制備的納米W-Cu復(fù)合粉末,通過氫氣燒結(jié)工藝制備出性能較好的細(xì)晶W-Cu合金。研究了細(xì)晶W-20Cu、W-30Cu、W-40Cu和W-50Cu合金在不同拉伸溫度下

2、的力學(xué)行為和斷口特征,分析W-Cu合金的高溫斷裂機(jī)制;同時還研究了細(xì)晶W-40Cu和W-50Cu合金在高應(yīng)變率下的動態(tài)力學(xué)行為,對比了不同應(yīng)變速率、不同溫度和不同合金成分對細(xì)晶W-Cu合金顯微組織和動態(tài)力學(xué)性能的影響。其主要結(jié)論如下:
　　 (1)研究了4種不同成分細(xì)晶W-Cu合金在200℃-800℃范圍內(nèi)的高溫力學(xué)性能,結(jié)果表明:細(xì)晶W-Cu合金的力學(xué)性能隨溫度的升高表現(xiàn)出基本相同的變化趨勢:其拉伸強(qiáng)度均隨溫度升高而降低,延伸

3、率在室溫～400℃時略微地呈下降趨勢,在400℃以上時延伸率開始迅速上升。不同合金成分比例對細(xì)晶W-Cu合金拉伸性能影響較為明顯,Cu含量增多,合金的抗拉強(qiáng)度下降,延伸率上升。
　　 (2)研究4種不同成分的細(xì)晶W-Cu合金的高溫斷裂機(jī)制:在室溫條件下,細(xì)晶W-Cu合金的斷裂主要包括W晶粒的沿晶斷裂與Cu相的延性撕裂。溫度在400℃時,Cu相進(jìn)入“中溫脆性”區(qū)而使得塑性下降,而此時W相發(fā)生了塑脆轉(zhuǎn)變,鎢顆粒塑性提高使得兩相協(xié)調(diào)變

4、形能力增強(qiáng),兩者綜合對合金的拉伸性能產(chǎn)生影響而使得其延伸率變化不大,相對于室溫時呈略微下降的趨勢。當(dāng)溫度達(dá)到800℃時,由于高溫軟化作用,Cu相的流動性大大增強(qiáng),材料的斷裂方式主要受Cu相的影響而表現(xiàn)出很好的延性斷裂。
　　 (3)研究了細(xì)晶W-40Cu和W-50Cu合金在不同溫度和不同應(yīng)變率范圍內(nèi)的動態(tài)力學(xué)性能,結(jié)果表明:在高速加載下,細(xì)晶W-Cu合金會出現(xiàn)應(yīng)變硬化和應(yīng)變率熱軟化效應(yīng)。不同應(yīng)變率對細(xì)晶W-Cu合金材料的動態(tài)屈服

5、強(qiáng)度的影響不明顯,但是對合金塑性變形的影響較大;溫度對合金的動態(tài)力學(xué)性能有一定的影響,當(dāng)溫度升高時,由于高溫軟化作用,合金的屈服強(qiáng)度呈下降的趨勢。同時,溫度對材料變形程度也有一定作用,隨著溫度升高,細(xì)晶W-Cu合金的變形量也略微地呈上升趨勢,合金的塑性增加;不同Cu含量的細(xì)晶W-Cu合金在高速加載下其應(yīng)力.應(yīng)變曲線變化趨勢大體相同。常溫條件下,細(xì)晶W-40Cu與細(xì)晶W-50Cu合金表現(xiàn)出相近的屈服強(qiáng)度。當(dāng)溫度升高時,細(xì)晶W-40Cu的屈