細晶W-Cu合金高溫力學性能與動態(tài)力學行為的研究.pdf

1、材料的力學性能通常既與材料本身條件如內部微觀組織結構有關,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,深入了解材料在特殊條件下的響應特性對材料的結構設計和安全有著非常重要的意義。為了研究細晶W-Cu合金的高溫力學性能與動態(tài)力學行為,本論文采用噴霧干燥-氫氣還原制備的納米W-Cu復合粉末,通過氫氣燒結工藝制備出性能較好的細晶W-Cu合金。研究了細晶W-20Cu、W-30Cu、W-40Cu和W-50Cu合金在不同拉伸溫度下

2、的力學行為和斷口特征,分析W-Cu合金的高溫斷裂機制;同時還研究了細晶W-40Cu和W-50Cu合金在高應變率下的動態(tài)力學行為,對比了不同應變速率、不同溫度和不同合金成分對細晶W-Cu合金顯微組織和動態(tài)力學性能的影響。其主要結論如下:
　　 (1)研究了4種不同成分細晶W-Cu合金在200℃-800℃范圍內的高溫力學性能,結果表明:細晶W-Cu合金的力學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,合金的抗拉強度下降,延伸率上升。
　　 (2)研究4種不同成分的細晶W-Cu合金的高溫斷裂機制:在室溫條件下,細晶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)生了塑脆轉變,鎢顆粒塑性提高使得兩相協(xié)調變

4、形能力增強,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。當溫度達到800℃時,由于高溫軟化作用,Cu相的流動性大大增強,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)研究了細晶W-40Cu和W-50Cu合金在不同溫度和不同應變率范圍內的動態(tài)力學性能,結果表明:在高速加載下,細晶W-Cu合金會出現(xiàn)應變硬化和應變率熱軟化效應。不同應變率對細晶W-Cu合金材料的動態(tài)屈服

5、強度的影響不明顯,但是對合金塑性變形的影響較大;溫度對合金的動態(tài)力學性能有一定的影響,當溫度升高時,由于高溫軟化作用,合金的屈服強度呈下降的趨勢。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含量的細晶W-Cu合金在高速加載下其應力.應變曲線變化趨勢大體相同。常溫條件下,細晶W-40Cu與細晶W-50Cu合金表現(xiàn)出相近的屈服強度。當溫度升高時,細晶W-40Cu的屈