HfZrTiTaAl系高熵合金动态变形、损伤及破坏行为

作     者：高茂国 刘睿 郭岩松 耿恒恒 陈鹏万 

作者机构：北京理工大学长三角研究院(嘉兴) 南京理工大学机械工程学院 北京理工大学机电学院 

出 版 物：《兵工学报》 (Acta Armamentarii)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(12132003) 

主　　题：高熵合金 动态力学性能 Johnson-Cook本构模型 损伤演化 有限元模拟 

摘      要：高熵合金因其优异的综合力学性能被应用于高速碰撞和爆炸冲击等极端环境。为研究高熵合金在动态加载下变形、损伤及破坏行为，设计并制备了HfZrTiTaAl系难熔高熵合金，开展了准静态压缩实验和分离式霍普金森压杆(SHPB)实验，结合数值模拟，得到了含损伤的Johnson-Cook本构模型参数，模拟了材料在动态加载下损伤演化过程及破坏。实验结果表明：该难熔高熵合金在准静态压缩条件下具有良好的塑性，在0.001～3500s-1应变率范围内，HfZrTiTaAl系高熵合金具有应变率效应，屈服强度从1140MPa增加到1568MPa。数值模拟表明了在高应变率加载下试样的损伤主要集中在与加载方向呈45°的断面上，且在试样中间的单元损伤程度大于试样两侧单元的损伤程度。随着加载应变率的增大，损伤度大于0.8的单元占试样总单元的百分比也逐渐增大。