7A52、7A01和7A62无缝铝管对各种夹层的分析:7B52叠层铝合金是由7A52、7A01和7A62铝合金通过轧制而成的轻量化防护材料,这种叠层复合材料既保留了构成它的每层原始材料本身的物理、化学及力学特性,同时拥有叠层结构…
7A52、7A01和7A62
无缝铝管对各种夹层的分析:7B52叠层铝
合金是由7A52、7A01和7A62铝
合金无缝铝管通过轧制而成的轻量化防护材料,这种叠层复合材料既保留了构成它的每层原始材料本身的物理、化学及力学特性,同时拥有叠层结构特有的更优的新性能,具有广阔的应用前景和良好的军事效益。作为一种新型防护材料,需着重了解其力学性能、裂纹形成及扩展
方式,为此,国内外很多学者对7B52铝
合金进行了研究。祝国川等
无缝研究了固溶处理对7B52铝
合金板材力学性能和断裂行为的影响,发现7B52铝
合金断裂机制为穿晶断裂和沿晶断裂并存的混合型断裂,沿晶裂纹沿着再结晶晶界扩展,富Fe/Mn的难溶第二相是发生穿晶断裂的主要原因。ZHU G C等
趋势研究了7B52叠层铝
合金和7A62单层铝
合金在宽应变率下的力学行为、微观结构演化和断裂机理,发现7B52叠层铝
合金比7A62单层铝
合金的冲击性能和损伤容限更好。LI M Y等研究了7B52叠层铝
合金在子弹冲击过程中的断裂机理,发现弹坑在7A62层受到约束,高强度的7A62层可抵挡子弹冲击,弹坑导致该层产生了绝热剪切带及裂纹,高韧性的7A52层在受到冲击后发生流动变形可阻碍弹片碎片产生破坏。综上所述,7B52叠层铝
合金在不同条件下的断裂模式及断裂机理对其性能及微观组织的影响至关重要,
无缝铝管而其作为一种防弹装甲材料,在使用过程中难免会受到不同
方向的动态冲击作用,因此,研究不同加载
方向对其力学性能的影响有重大意义。
杆之间,并涂凡士林来减小摩擦。动态冲击的应变速率为1500、2300、3000、3500和4000 s-1,每个应变速率条件重复3次实验,
无缝铝管取平均值作为该
合金的真实应力-应变曲线。采用Graff试剂(84 mL H2O+15.5 mL HNO3+0.5 mL HF+3g CrO3)对抛光后的样品进行腐蚀,利用4XC-MS金相显微镜观察
合金的显微组织,利用Talos F200X透射电镜对冲击前后试样的微观组织进行观察。
宋卓等通过拉伸试验研究了不同应力状态下的Ti-Al层状复合板各项异性行为,发现Ti-Al层状复合板沿轧制
方向的抗拉强度和断后伸长率比垂直轧制
方向更好。研究了铝铜结构动态冲击响应行为,发现由于并联结构显著的剪切机制的引入,使得其动态屈服强度和能量耗散均大于串联结构。作为防护装甲材料,抗冲击性能是7B52叠层铝
合金的一项重要指标,因此本文以7B52叠层铝
合金为研究对象,探究不同加载
方向下的7B52叠层铝
合金的动态冲击力学性能、微观断裂模式及断裂机理,为7B52叠层铝
合金的应用提供理论指导。1500、2300、3000和4000 s-1应变速率下不同加载
方向的应力-应变曲线,由图可知,不同加载
方向下的曲线
趋势基本一致,均先发生弹性变形后进入屈服阶段,然后发生均匀塑性变形,直至断裂
合金。当应变速率为1500 s-1时,不同加载
方向下的应力-应变曲线基本一致,
合金流变应力缓慢增加。当应变速率为2300 s-1时,从ND
方向加载的曲线发生了明显的变化,结合宏观图片,此时样品塑性变形加剧,且变形集中在7A52软层。而从RD
方向冲击时,
无缝铝管合金之间可以协调变形,表现出较好的抗冲击能力,因此曲线变化不大。由图4c和图4d可以看出,当应变速率在3000 s-1以上时,从ND及RD
方向加载曲线变化
趋势相似。
合金经过屈服变形阶段之后,进入塑性变形阶段。由于高应变速率的作用,导致
合金中位错密度急剧增加,故表现出较高的加工硬化率,而此时因塑性功大部分转化为热量来不及散去,引起局部温升,造成局部组织发生热软化,
合金中应变硬化效应及热软化效应共同作用引起流变应力波动。此时曲线区别在于从RD
方向加载
合金屈服强度大于ND
方向,原因在于从RD
方向加载时两层
合金相互协调共同参与加工硬化效应,
无缝铝管而从ND
方向加载时大部分变形集中在7A52软层,因此从RD
方向加载其屈服强度大于ND
方向加载。
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