高温高应变率下纯钼动态力学性能和失效行为

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1、高温高应变率下纯钼动态力学性能与失效行为于金程，秦丰，钱王欢，田学锋，陈玉平（无锡职业技术学院机械技术学院，江苏无锡214121）摘要：为了研究纯钼在高应变率下的动态力学性能及失效行为，采用分离式Hopkinson压杆试验装置（SHPB）对纯钼在室温及高温下进行了动态压缩实验，并利用扫描电子显微镜（SEM）对冲击压缩后的试样进行了断口分析。结果表明：在冲击压缩载荷作用下，纯钼的动态压缩力学性能随温度的升高而降低；在已测试的温度下，室温应变率为1800s-1时纯钼具有相对较大的动态压缩屈服强度（1110MPa）和相对较大的动态抗压强度（1087MPa）；在800℃应变率为200

2、0s-1时纯钼具有相对较大的应变量（17.6%）；而在300℃应变率为2200s-1时纯钼具有较好的综合动态力学性能；高温、高应变率下纯钼的动态压缩断裂机制为准解理断裂。关键词：高应变率；SHPB；纯钼；动态力学性能；失效行为中图分类号：TG146.4文章标示码：ADynamicMechanicalPropertiesandFailureBehaviorofPureMolybdenumatHightemperaturesandHighStrainRatesYUJincheng,QINFeng,QIANWanghuan,TIANXuefeng,CHENYuping（School

3、ofMechanicalTechnology,WuxiInstituteofTechnology,Wuxi,214121,China）Abstract:Forinvestigatingthedynamicmechanicalpropertiesandfailurebehaviorofpuremolybdenumunderhighstrainrates,SplitHopkinsonPressureBar(SHPB)wasutilizedatambienttemperatureandhightemperatures.Thespecimensafterdynamiccompress

4、ionwereanalyzedbyscanningelectronmicroscopy(SEM).Theresultsshowthat,thedynamiccompressivepropertiesofpuremolybdenumdecreasewhentemperaturerises.Underthetesttemperatures,atambienttemperatureandstrainrateof1800s-1puremolybdenumhastherelativelylargestdynamiccompressiveyieldstrength(1100MPa)and

5、relativelylargestdynamiccompressivestrength(1087MPa).At800℃andstrainrateof2000s-1puremolybdenumhastherelativelylargeststrain(17.6%).At300℃andstrainrateof2200s-1puremolybdenumhasexcellentcomprehensive dynamicmechanical performance.Thedynamiccompressivemechanismofpuremolybdenumismix-fractured

6、quasi-cleavageathightemperaturesandhighstrainrates.Keywords:Highstrainrates；SHPB；puremolybdenum；dynamicmechanicalproperty；failurebehavior钼及钼合金具有熔点高、高温强度和高温硬度高、热膨胀系数小、导热与导热性能好以及优良的耐酸碱性能，被称为“能源金属”，被广泛应用于钢铁、航空航天、核电、石油冶炼、光伏产业及风力发电等领域，且在上述大部分应用领域没有直接替代品[1-3]。我国是全球最大钼资源和钼产品生产国，截至2014年末，全球钼矿储量为110

7、00千吨，我国作为全球最大的钼资源国，储量为4300千吨，大力发展钼资源和钼产品对我国具有格外重要的战略意义。目前，对钼及钼合金的相关研究主要集中在高纯化[4-6]、合金化[7-10]和成形工艺上[11-13]，并且所测试的力学性能试验大多是在应变率较低的静态实验条件下完成的[14-16]。由于钼及钼合金具有强度高、变形温度高，塑性差等特点，使得钼及钼合金变形过程困难，在高速轧制、高速挤压等新的成形工艺的探究上，缺少必要的变形参数（应变、应变率和温度等）基础。目前国内对高应变率下纯钼的动态力学性能相关研