30CrMnSiNi2A鋼的動態(tài)性能研究.pdf

1、30CrMnSiNi2A鋼是一種低合金超高強度鋼，在航空、航天、艦船、交通運輸和國防等領域有著廣泛的應用，研究其在動態(tài)載荷作用下的力學行為及其數學模型一動態(tài)本構關系，是動態(tài)測試領域中一個重要的課題，具有重要的意義。本文首先利用熱處理實驗裝置和電子萬能材料實驗機，對30CrMnSiNi2A鋼試樣進行了熱處理實驗和靜態(tài)壓縮實驗，分析了經過不同熱處理后，30CrMnSiNi2A鋼硬度、組織的變化，得到了靜態(tài)實驗下試樣的應力一應變曲線。并且采用

2、分離式Hopkinson壓桿測試裝置較為全面地研究了30CrMnSiNi2A鋼在不同熱處理制度下的動態(tài)力學性能。主要內容如下： 1．從經過正火熱處理的30CrMnSiNi2A鋼的成形彈體上取六塊材料進行熱處理實驗，其中一塊保持原狀態(tài)，另外的五塊分別通過箱式電阻爐進行860℃淬火熱處理，淬火后材料經油冷后又分別進行200℃，300℃，400℃，500℃，600℃回火油冷的熱處理實驗。實驗后用洛氏硬度計測得了不同熱處理制度下材料的硬

3、度值。結果表明正火后30CrMnSiNi2A鋼硬度值最低：淬火后其硬度值最高；淬火后又回火的材料，其硬度值隨回火溫度的降低而升高。并通過金相圖片分析了不同熱處理溫度下材料的微觀組織變化。 2．選用經正火處理、860℃淬火200℃回火、860℃淬火600℃回火熱處理后的三組材料在電子萬能材料實驗機上進行靜態(tài)壓縮實驗，首先把所選三組材料制成尺寸為ф4×6mm的小試樣，然后利用該實驗機進行了應變率為10<'-1>/s，10<'-3>/

4、s的靜態(tài)壓縮實驗，得到了試樣在不同應變率下的靜態(tài)應力一應變曲線。結果表明：30CrMnSiNi2A鋼屈服強度具有一定的率敏感性，同一組試樣在不同應變率下的屈服強度均隨應變率增加而增加；不同組試樣在同等應變率下的屈服強度變化規(guī)律為：經正火熱處理后的鋼屈服強度值最低，經淬火、回火熱處理后的鋼屈服強度值隨回火溫度降低而升高。 3．利用SHPB動態(tài)測試裝置，對上述所選三組材料進行了應變率均值為1000/s，3000/s，5000/s，1

5、0000/s，12000/s的動態(tài)壓縮實驗，試樣尺寸為ф4×4mm，ф3×2mm和ф1×1mm，得到了試樣在不同應變率下的動態(tài)應力一應變曲線，結果表明：該合金鋼動態(tài)屈服強度具有一定的率敏感性，同組試樣在不同應變率下的屈服強度值隨應變率增加而增加，860℃淬火200℃回火熱處理后的鋼率敏感性在高應變率時更加明顯，860℃淬火600℃回火熱處理后的鋼率敏感性相對要弱一些；不同組試樣在同一應變率下的屈服強度值變化規(guī)律為：正火熱處理后鋼的屈服強

6、度值最低，淬火后經過回火處理的鋼屈服強度值隨回火溫度的降低而升高。 4．根據靜態(tài)、動態(tài)實驗結果，結合。Perzyna得到的屈服強度與應變率的關系式，得到了經過不同熱處理后30CrMnSiNi2A鋼屈服強度與應變率之間的關系式： 比較了通過Perzyna公式計算的屈服強度值和實驗得到的屈服強度值，二者結果較接近，即該模型能較好的描述每組鋼屈服強度和應變率的關系。 其次利用靜態(tài)、動態(tài)實驗結果，結合JOHNSONCOOK模型擬