V-5Cr-5Ti合金准静态和高应变率拉伸力学行为.pdfVIP

胡文军 等：V5Cr-STi合金准静态和高应变率拉伸力学行为 V一5Cr一5Ti合金准静态和高应变率拉伸力学行为 胡文军，张方举，梅 军，潘晓霞，陈勇梅 (中国工程物理研究院 结构力学研究所 ，四川 绵阳 621900) 摘 要 ： 研 究了电弧熔炼 V一5Cr一5Ti合金在应变率 料制备工艺和环境 因素 (如 中子辐照 、氢环境)对材料 为 3．3×1O ～1．2×10。／s范 围 内的拉伸性能 ，获得 性能的影响方面 。]，而对 V一5Cr一5Ti合金的应变率效 了应变率敏感系数。结果表明，在室温下低应变率下 应研究较少Ⅲ8]。本文主要研究了V一5Cr一5Ti合金在应 V一5Cr一5Ti合金 的屈服应力和极 限抗拉 强度随应 变率 变率为 1O ～1．2×10。／s范 围内的拉伸性能，分析了 增加而增大，延脆转变应变率大约在 10～1O ／s之 应变率对 V一5Cr一5Ti合金屈服应力和极 限强度 的影 间，从准静态到动态应变率范围应变率敏感 系数较大； 响，并利用光学显微镜 ，SEM、TEM、EDS和 XRD分 经光学显微镜 、TEM、XRD和 EDS分析表明，电弧熔 析表征 了V一5Cr一5Ti合金典型应变率下的断 口形貌和 炼 V一5Cr一5Ti合金平均儡 粒尺寸为 200gm 左右的等 组织特征。 轴晶，且晶粒大小不均匀，应变率对晶粒尺 寸没有明显 2 实验材料及方法 影响；低应变率时，断裂表面为微孔洞聚集和穿晶断裂 的混合模式 ，高应 变率时为脆性断裂；V一5Cr一5Ti合金 2．1 实验材料 为板条马氏体组织，在晶界处有第二相析 出物 Ti(O、 实验所用 V一5Cr一5Ti合金材料由北京有色金属研 C、N)存在 。 究总院粉末冶金及特种材料研究所提供 ，经二次真空 关键词 ： V一5Cr一5Ti合金；应变率；组织结构 ；力学性 自耗 电弧炉熔炼 ，经多次热锻、再经真空退火处理而 能 得 ，其成分见表 1。 中图分类号 ： TG146．4 文献标识码 ：A 2．2 实验方法 文章编号 ：1001—9731(2010)增刊 3-0409—04 准静态拉伸试验在 MTS810材料试验机上进行 ， 试样为标 距 25mm，直径 5ram 的圆柱 型试样 ，对 V一 1 引 言 5Cr一5Ti合金分别进行 了 3．33×10一、3．33×10 、 钒合金是聚变反应堆第一墙材料 的候选材料之 3．33×10～、3．33×l0 和 3．33x10 ／s5种应变率 一 ， 是一种典型的低活性材料 ，具有较好 的抗 中子辐照 的准静态拉伸试验。动态拉伸试验在旋转盘冲击拉伸 稳定性和高温特性 引，对 V一4Cr一4Ti的力学性能 、组 试验装置上进行 ，见图 1。 织结构 、应用等已进行了广泛的研究 ，但 大多集 中在材 表 1 V～5Cr一5Ti的化学成分 TablelChemicalcompositionofV一5Cr-5Ti 元素 V Cr Ti 0 N C Si 其它 组成 (质量 分数 ， ) 89．96 4．57 5．26 0．013 0．006 0．002 O．O1 O．179 8．00mm。根据一维应力波理论 ，按公式 (1)～ (3)计算 可以获得动态拉伸试件 中的工程应力、