高速加载细晶钨合金的动态失稳行为及其局部绝热剪切机制

提高钨合金绝热剪切局域化从而提高其穿甲自锐性是几十年来国内外一直关注的焦点，采用超细/纳米复合粉末制备的细晶钨合金已显示强的局部绝热剪切形成能力，提高穿甲威力具有诱人的发展前景。因此，进一步深入研究细晶钨合金在高速加载下局部绝热剪切动态失效机制为对指导该合金制备工艺优化和稳定至关重要。.本项目在前期基础上，从细晶钨合金成分、微结构设计控制细晶钨合金微结构，研究其在高速加载下的动态粘弹塑性行为，揭示细晶、稀土第二相和形变态纤维组织等微结构对不同温度下应力-应变行为的影响，综合运用Zerilli-Armstrong模型和位错热激活滑移机制建立细晶钨合金动态力学本构模型；从微结构深入分析动态失效局部绝热剪切形成、微结构演变，揭示剪切局域化形核和扩展影响因素，探讨其与初始组织状态关联本质；结合实验结果采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件模拟、仿真分析与优化，揭示其局部绝热剪切动态失效机制。

超细/纳米复合粉末制备的细晶钨合金已显示出强的局部绝热剪切形成和扩展能力，预示着细晶钨合金强良好的的穿甲自锐性，在提高穿甲威力方面具有诱人的发展前景。在此基础上，本项目深入研究细晶钨合金在高速加载下的失稳特性、局部绝热剪切带形成及其动态失效机制，进而指导细晶钨合金的设计优化和稳定化工艺以期应用于武器装备提高我国国防防御能力。目前，圆满地完成了项目各项内容，取得了以下重要的学术创新成果：（1）采用快速热挤压进一步提高了细晶钨合金的强韧性，分析了晶粒细化、微量稀土等对快速热挤压后细晶钨合金力学性能的影响规律，揭示了细晶钨合金在大压力、大应变热机械加工条件下的塑性变形强化机理；（2）研究了细晶钨合金动态力学行为，首次揭示了细晶钨合金局部剪切带形成一种新的主导绝热剪切塑性失稳的现象—非热软化主导的绝热剪切失稳；（3）研究了挤压态细晶钨合金动态力学行为，建立了挤压态钨合金动态变形中的本构方程。相关学术成果已在Mech Mater、Mater Sci Eng A等国内外重要期刊发表论文17篇，并应邀参加学术会议并做特邀报告5次，相关学术观点与成果引起了国内外同行的广泛关注，已申请或获得国防发明专利1项。