两种典型高熵合金冲击释能及毁伤特性研究1)

侯先苇 熊 玮 ,2) 陈海华 张先锋 汪海英 戴兰宏

* (南京理工大学机械工程学院,南京 210094)

† (中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室,北京 100190)

** (中国科学院大学工程科学学院,北京 100049)

引言

目前传统合金的性能开发趋于饱和,高熵合金颠覆性的合金设计理论引起了学术界极大的关注,相关的研究得到了快速发展[1].学者们对于高熵合金的研究成果主要归纳为五大效应,即热力学上的高熵效应、动力学上的迟滞扩散效应、结构上的晶格畸变效应、性能上的“鸡尾酒”效应及组织上的高稳定性[2-6].具有高强度、高硬度、良好塑性和耐腐蚀性等优异的综合性能[7-11].高熵合金优异的性能为材料开发、医疗器械、工业部件等多个领域带来了极大的突破,极具应用潜力.

2017年,Zhang 等[12]首次提出,采用难熔高熵合金替代传统的惰性破片作为结构释能材料.通过准静态力学试验、分离式霍普金森压杆试验及弹道试验[13],得到了HfZrTiTa1.29和HfZrTiTa1.00合金具有高强度、高密度、高含能和高绝热剪切敏感性等特点,可实现对目标的高效毁伤.王睿鑫[14]提出在单相均匀亚稳的NbZrTiTa 高熵合金中原位诱发相变增塑(TRIP)效应,对合金亚稳单相固溶体结构的形成规律及其在不同加载速率下的组织结构、力学性能和释能特性的演变规律等方面进行研究,得到铸态NbZrTiTa 高熵合金的动态高塑性和高绝热剪切带产生应变率阈值,避免了高速侵彻过程中的提前破碎并积累大量的应变能,实现了高破碎率和高……