T&D Materials Manufacturing LLC

แรงกระแทกของโลหะผสมทังสเตน

Apr 07, 2022

โลหะผสมทังสเตนที่มีเศษส่วนของทังสเตนร้อยละ 93 ได้กลายเป็นวัสดุที่น่าสนใจมากในการทหาร เนื่องจากมีความแข็งแกร่ง ความทนทาน และความหนาแน่นสูง คุณสมบัติทางกลแบบไดนามิกและกลไกความล้มเหลวของการแตกหักแบบไดนามิกภายใต้แรงกระแทกเป็นหัวข้อการวิจัยที่สำคัญสำหรับนักวิชาการในประเทศและต่างประเทศเป็นเวลาหลายปี [1-4] โลหะผสมทังสเตนปลอมแปลงถูกใช้เป็นวัสดุหลักของขีปนาวุธต่อต้านการเจาะเกราะต่างๆ เมื่อยิงในห้องปืน ความดันของห้องปืนจะสูงถึง 500-600MPa ความเร่งเฉื่อยคือ (40000-60000) × g และอุณหภูมิการเผาไหม้ดินปืนสูงถึงหลายพันองศา ภายใต้เงื่อนไขของการโหลดกระแทก ความเค้นชั่วคราวที่สูงกว่า 1 เท่าของความดันในห้อง อัตราความเครียดสูงถึง 102-103s-1 และอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นทันทีของขนาด Baidu จะก่อตัวขึ้นในวัสดุโพรเจกไทล์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หางของโพรเจกไทล์อาจมีแรงถีบกลับเฉื่อยสูงและก่อให้เกิดความเค้นแรงดึงชั่วคราวสูง ซึ่งอาจทำให้หางหักได้ ดังนั้น การวิเคราะห์เชิงทดลองของคุณสมบัติรับแรงดึงกระแทกและกลไกการแตกหักของโลหะผสมทังสเตนนี้มีความสำคัญในทางปฏิบัติที่สำคัญ

เราได้วัดสมบัติการดึงแบบไดนามิกและความเครียดจากความล้มเหลวในการดึงสูงสุดของโลหะผสมทังสเตนโดยตรงในช่วงอัตราความเครียดที่สูงถึง 102 ~ 103 วินาที-1 ได้สร้างแบบจำลองเชิงประกอบเพื่ออธิบายพฤติกรรมการดึงแบบไดนามิก และเสนอว่า วัสดุผ่านการปั้น เกณฑ์ความไม่เสถียรที่ส่งผลให้เกิดแรงดึงแตกหัก นอกจากนี้ การวิเคราะห์เศษส่วนของลักษณะเฉพาะด้วยกล้องจุลทรรศน์ของการแตกหักแรงดึงแบบไดนามิกให้พื้นฐานและการสนับสนุนสำหรับคุณสมบัติแรงดึงแบบไดนามิกด้วยกล้องจุลทรรศน์ของวัสดุจากมุมมองของจุลทรรศน์

อุปกรณ์ทดลองแรงดึงแบบไดนามิกประกอบด้วยมู่เล่ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 114 ม. และความเร็วเชิงเส้นที่หมุนได้ 100 ม./วินาที และชุดระบบก้านฮอปกินสัน ที่ไหนสักแห่งใกล้ขอบล้อด้านนอกของมู่เล่คือค้อนสองชิ้นที่ถูกขับออกมาภายใต้การควบคุม เมื่อความเร็วเชิงเส้นของขอบล้อตุนกำลังถึงค่าที่ตั้งไว้ หัวค้อนทั้งสองจะถูกดีดออกทันทีและชนกับบล็อกโลหะด้วยความเร็วนี้ ในตอนนี้ แท่งอะลูมิเนียมอัลลอยด์แบบสั้น LY-12 ที่เชื่อมต่ออยู่และแกนอินพุตถูกดึงออก ดังนั้นชีพจรความเค้นแรงดึงของคลื่นสี่เหลี่ยมโดยประมาณจะถูกส่งไปยังชิ้นทดสอบผ่านแกนอินพุต เมื่อพัลส์แรงดึงถูกส่งไปยังส่วนต่อประสานระหว่างชิ้นงานทดสอบกับแกนส่งออก การสะท้อนจะเกิดขึ้น และคลื่นสะท้อนกลับก่อตัวขึ้นในชิ้นงานทดสอบและแกนอินพุต และคลื่นที่ส่งจะถูกส่งไปยังแกนเอาต์พุตพร้อมกัน คลื่นเหล่านี้บันทึกโดยใช้ระบบสเตรนเกจไดนามิกเซนเซอร์ความเครียดที่ติดอยู่กับ 2 ขั้ว

โลหะผสมทังสเตนมีโหมดการแตกหักสองแบบ แบบหนึ่งคือการแตกหักแบบโหมดที่ 1 ตามขอบเกรนระหว่างอนุภาคทังสเตนและเฟสเมทริกซ์พันธะ และอีกโหมดหนึ่งเรียกว่าโหมดการแตกหักแบบทรานเกรน เศษส่วนของโหมดการแตกหักแต่ละครั้งบนพื้นผิวการแตกหักทั้งหมดสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับอัตราความเครียด การเพิ่มขึ้นของโหมดการแตกหักแบบทรานเกรนจะทำให้ความเหนียวของวัสดุดีขึ้น ตรงกันข้ามจะถือว่าวัสดุเปราะ มิติเศษส่วนที่สองถูกเลือกเพื่ออธิบายสัณฐานวิทยาการแตกหัก a1 วิธีการหามิติแฟร็กทัลคือการเลือก 10 มุมมองจากการแตกหักของตัวอย่างแต่ละตัวอย่างและขยาย 500 ครั้ง b1 แบ่งการแตกหักทั้งหมดออกเป็นสี่เหลี่ยมเล็ก ๆ โดยมีความยาวด้าน 3 μm จากนั้นนับเศษส่วนของสี่เหลี่ยมเล็กๆ ในโหมดที่สอง ในเวลาเดียวกันจำนวนสี่เหลี่ยมเล็ก ๆ N; c1 ของภาพถ่ายรอยแตกทั้งหมดถูกนับ นอกจากนี้ ยังได้จัดทำสถิติที่คล้ายคลึงกันกับการแตกหักของตัวอย่างที่ทดสอบภายใต้สภาวะอุณหภูมิและอัตราความเครียดที่ต่างกัน และได้ผลลัพธ์


goTop