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第
38
卷
第
3
期高
压
物
理
学
报Vol.
38,
No.
3
2024
年
6
月CHINESE
JOURNAL
OF
HIGH
PRESSURE
PHYSICSJun.
,
2024
DOI:10.11858/gywlxb
不同应变率下高强钢的拉伸行为及力学性能分析
112333
洛绒邓珠，刘潇如，杨
佳，肖礼康，郭
亮，魏占涛，
1,21241,5
周章洋，易
早，刘
艺，房雷鸣，熊政伟
（1.
西南科技大学数理学院极端条件物质特性联合实验室,
四川
绵阳621010；
2.
中国工程物理研究院流体物理研究所,
四川
绵阳621999；
3.
西南应用磁学研究所,
四川
绵阳621010；
4.
中国工程物理研究院核物理与化学研究所,
四川
绵阳621999；
5.
四川省军民融合研究院,
四川
绵阳621010）
摘要：高强钢因强度高、塑性好、耐腐蚀性优异而得到广泛应用。然而，高强钢具有显著的
应变率敏感性。为此，针对2种高强钢（Ultrafort
401和Ferrium
S53钢），开展了不同应变率
−43−1
下（10～10
s）的拉伸试验，获得了屈服强度、抗拉强度、硬化指数等性能参量，并深入分析
了其随应变率变化的规律。不同应变率下，Ferrium
S53钢的拉伸性能始终优于Ultrafort
401钢，
但两者却表现出不同的变化趋势。随着应变率的增加，Ultrafort
401钢的屈服强度和抗拉强度
均增大，而Ferrium
S53钢的屈服强度增大，抗拉强度先减小后增大。结合微观结构表征发现，
Ferrium
S53钢所具有的较高的屈服强度与其初始晶粒尺寸更小有关，2种高强钢的抗拉强度随
应变率增加所表现出的不同变化趋势则与应变硬化响应差异有关。随着应变率的升高，
Ultrafort
401钢的韧窝尺寸增大，而Ferrium
S53钢的韧窝尺寸先减小后增大，说明2种高强钢
的应变硬化水平随着应变率升高而呈现不同的变化趋势。研究结果为高强钢在不同加载条件下
的力学性能评估提供了科学依据，对高强钢的工程应用具有一定的指导意义。
关键词：高强钢；拉伸性能；应变率；断口形貌；屈服强度；抗拉强度
中图分类号：O344.3
文献标志码：A
高强钢是一种不可替代的重要金属材料，具有优异的强度和塑性、较高的刚度、良好的焊接性和
[1–5]
耐腐蚀性等优异性能，在航空、航天、海洋、核工业等众多领域被广泛应用。为了满足高端装备生
产对高性能不锈钢的需求，近些年来，研究人员致力于提升高强钢的强度，以提高材料的比强度，从而
实现结构的轻量化设计。自20世纪40年代，高强钢的发展经历了第1代半奥氏体沉淀硬化不锈钢
（如17-4PH
钢）、第2代马氏体沉淀硬化不锈钢（如Ultrafort
401钢）以及第3代二次硬化型高强度不锈
初级会计持证人
专注于经营管理类文案的拟写、润色等，本人已有10余年相关工作经验，具有扎实的文案功底，尤善于各种框架类PPT文案，并收集有数百万份各层级、各领域规范类文件。欢迎大家咨询！
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