张存信，秦丽柏，米文宇，白志国（中国兵器科学院 宁波分院，宁波315103）
1.2  变形强化研究
目前，用粉末冶金方法制备的高密度钨合金（烧结态）的抗拉强度一般达900～1000Mpa，伸长率在20％～30％之间；而经过塑性形变强化以后，其强度可较大幅度地提高，塑性则有所下降。经过塑性变形加工后，钨合金强度可超过1400MPa,伸长率也可保持在10％左右[9]。
轧制、旋转锻造、扭转变形、静液挤压等形变强化是提高钨合金材料强度并保证一定韧性的有效方法，而且还可有效细化晶粒[10]。锻造变形是提高钨合金强度的常用工艺，常规的变形量为15％左右。钨合金材料的强度随变形量增大而提高，变形量愈大钨颗粒变形程度愈大，且变形程度增大将导致断裂向钨颗粒转移[11]。轧制还可获得较大的变形量并能保证变形的均匀性，且能使大的晶粒破碎成小晶粒，并能得到均匀分布的微观组织；轧制可提高钨棒的密度和减少空隙度，提高生产效率和降低制造成本。但由于轧制一次变形量小且开坯温度和终轧温度都较高，材料表面氧化及污染相对严重，能耗也较高，因此在实际生产中受到一定的极限。旋转锻造也提高钨合金的强度和穿甲效果，在经过多道次旋锻后，钨合金的强度和硬度等力学性能较旋锻前会有较大幅度的提高，但伸长率会将低。大变形使得球状钨颗粒被拉长变成纤维状组织，能较大幅度的提高材料的力学性能。静夜挤压技术是一种难变形材料塑性加工工艺，主要分冷静液挤压和热静液挤压，它是钨合金目前最为有效的形变强化方法之一，它具有一次变形即可获得较大变形量和可大幅度提高材料强度的特点。在静液挤压3向压应力作用下，不仅能有效防止材料在变形时钨颗粒的拉断和开裂，有利于材料内部原有微观孔隙的愈合，同时能够细化显微组织，有利于近净成形、提高利用率、降低成本和提高产生效率[12]。钨合金采用静液挤压形变强化并进行退火处理后，在材料中形成位错密度很高的胞状结构，其形变后的钨颗粒呈方向性排列，且材料的破断方式以钨颗粒解理断裂为主。静液挤压工艺形变强化的各向受力均匀，变形过程中材料不易出现变形缺陷，不需加热，一次变形量大，93W的一次最大形变量可达50％左右[13]。

1.3 绝热剪切研究
    绝热剪切是材料或构件内剪应变高度集中的狭窄区域，是高应变率加载条件下材料变形、断裂的特殊机制。绝热剪切变形局部化广泛存在于各种金属、岩土和高分子材料等在遭受爆炸、侵彻、高速碰撞、高速切削和高速磨损等高应变率载荷下的高速变形过程中，提高钨合金材料的绝热剪切性能以增强钨合金杆弹的侵彻性能是目前的研究热点之一。我国五二研究所、中科院力学所、中国科技大学和报价理工大学等单位对此进行了一些研究。
半个世纪以来，对绝热剪切变形的研究，主要集中在3个方面：第一，从材料的本构关系出发，建立绝热剪切变形局部化的失稳模型，探寻材料绝热剪切失稳判据及绝热剪切带的扩展规律；第二，从微观组织、结构出发探寻不同成分、组织的材料内的绝热剪切带的微观组织结构特征以及其形核、长大的微观影响因素；第三，采用计算机数值模拟技术对绝热剪切带的演化规律及其内应立场、应变场和温度场进行研究[14]。
魏志刚等用分离式Hopkinson压杆装置对预扭转后的斜圆柱试件进行冲击试验，不仅观察道绝热剪切带，同时观察到如果最大剪切应力方向和钨颗粒的取向一致，则失效的是钨颗粒脆性断裂、粘结相破坏、钨-钨界面分离和钨-粘结相界面分离等几种破坏机制共同作用的结果[15]。许沭华等对预扭转和未扭转钨合金杆弹弹道实验后的残余弹体和碎片进行了细观组织分析，发现钨合金预扭转后钨晶粒变形方向与最大剪应力方向接近，因此在弹靶冲击过程中有利于绝热剪切变形和剪切破坏的发生。从残余弹头上观察到的绝热剪切带说明，预扭转弹在侵彻过程中要比未扭转弹更易于自锐，这是预扭转杆弹侵彻能力得到提高的根本原因[16]。谭成文等为了定量评价不同材料对绝热剪切变形的敏感程度，采用绝热剪切扩展能－绝热剪切敏感因子表征这一差异，并建立了相应的实验测试系统，定量地解决了绝热剪切敏感性地评价和测试问题[17]。(未完待续)
参  考
［9］张宝生，康志君。高密度钨合金的穿甲特性及其应用[J]。中国钨业，1999。14（5－6）：178－185。
［10］王尔德，于洋，胡连喜，等。W-Ni-Fe系高密度钨合金形变强化工艺研究进展[J]。粉末冶金技术，2004，22（5）：303－307。
［11］史洪刚，齐志望，许杰，等。锻造变形量对钨合金材料性能德影响[J]。兵器材料科学与工程，1998，21（4）：3－6。
［12］王换玉，才鸿年，钱学梅。液力挤压强化技术研究[J]。先进材料与制造技术。1998，（5）：1－5，25。
［13］刘志强，杨国毅，赵红梅，等。高密度钨合金静液挤压组织缺陷分析[J]。兵器材料科学与工程，2004，27（4）：40－43。
［14］谭成文，王富耻，李树奎。绝热剪切变形局部化研究进展与发展趋势[J]。兵器材料科学与工程，2003，26（5）：62－67。
［15］魏志刚，胡时胜，李泳池。粉末烧结钨合金材料的绝热剪切变形局域化实验研究[J]。金属学报，1999，35（8）：829－833。
［16］许沭华，张刚明，王肖军，等。预扭转钨合金杆弹侵彻能力的细观研究[J]。爆炸与冲击，2000，20（2）：143。
［17］谭成文，王富耻，刘远宏，等。材料绝热剪切敏感性表征及测试方法研究[J]。北京理工大学学报，2004，24（5）：377－379。

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