肖大武*, 黄海，何立峰， 邹东利

中国工程物理研究院，四川绵阳 621900

　　摘要：本文采用Hopkinson杆装置研究了U-2.5wt%Nb合金圆柱试样和帽形试样冲击加载下的动态变形行为及绝热剪切断裂机理。结果表明U-2.5wt%Nb合金的动态变形行为具有显着的应变率敏感性和热软化效应。随应变率升高，屈服强度和流动应力迅速增大，加工硬化行为应变率不敏感；随温度升高，屈服强度和流动应力迅速降低，加工硬化行为趋于理想塑性。通过圆柱试样“冻结应变”法和帽形试样深入研究了动态加载下U-2.5wt%Nb合金的绝热剪切断裂特性。应变冻结实验结果显示，在103s-1应变率下，U-2.5wt%Nb合金绝热剪切带萌生的临界应变约为0.21,随变形量增大，绝热剪切带的类型由以组织变形和碎化为特征的形变带转化为结构发生变化的白亮色转变带。而帽形试样冲击加载结果揭示U-2.5wt%Nb合金中的绝热剪切具有特殊性，其绝热剪切带并不是沿着剪切区域萌生扩展，而是出现在帽口上端；进一步微观分析显示，U-2.5wt%Nb合金冲击加载回收试样中具有丰富的绝热剪切带，绝热剪切带的萌生、扩展、断裂主要与试样内部的夹杂物类型、分布形态密切相关。小应变重复加载试验中观察到在塑性应变只有5%的条件下，试样内部的脆性夹杂物如C、N化合物等就发生了破碎；不同冲击速度加载下的回收帽形试样金相结果也显示，绝热剪切初始萌生位置即脆性夹杂物破碎处，显着区别于一般金属材料的绝热剪切萌生机理；而塑性较好的夹杂对绝热剪切带的扩展有重要影响，如绝热剪切带扩展至Nb夹杂处，可观察到剪切带发生转向、分叉甚至形成漩涡状结构。

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