低合金超高強(qiáng)度鋼動(dòng)態(tài)力學(xué)性能試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬.pdf

1、低合金超高強(qiáng)度鋼因其具有強(qiáng)度高、韌性好、熱加工性能好等優(yōu)點(diǎn)廣泛用于制造飛機(jī)大梁、起落架構(gòu)件等常常承受強(qiáng)動(dòng)載荷作用的部件。研究低合金超高強(qiáng)度鋼在動(dòng)態(tài)載荷下的力學(xué)響應(yīng)對(duì)于該材料的應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。本文研究了300M鋼和300M-Nb鋼不同淬火溫度下的微觀組織和常規(guī)力學(xué)性能，分析了Nb對(duì)300M鋼的微觀組織和性能的影響。結(jié)果表明，在870-1020℃淬火溫度范圍內(nèi)，Nb的添加能夠細(xì)化微觀組織，提高屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度以及硬度；在900℃以上溫度

2、淬火處理時(shí)，加Nb后，材料的塑性和沖擊韌性有所提高。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究了300M鋼和300M-Nb鋼的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能。利用分離式Hopkinson壓桿(SHPB)測(cè)試裝置研究了同一沖擊載荷作用下不同淬火溫度以及同一淬火溫度不同應(yīng)變速率下兩種鋼的動(dòng)態(tài)壓縮性能。研究表明，在同一沖擊載荷作用下，300M鋼較低溫度下(<930℃)淬火與較高溫度下(≥930℃)淬火相比具有較高抵抗變形的能力(流變應(yīng)力大和相對(duì)壓縮率小)，300M

3、-Nb鋼在整個(gè)淬火溫度范圍內(nèi)，都具有高的抵抗變形的能力。在測(cè)試應(yīng)變速率1000-4000 s-1范圍內(nèi)，同一淬火溫度下兩種試驗(yàn)鋼的動(dòng)態(tài)屈服強(qiáng)度都隨著應(yīng)變速率的增加而增大，300M鋼的應(yīng)變速率敏感性較大，而300M-Nb鋼的應(yīng)變速率敏感性較小。⑵基于靜態(tài)和動(dòng)態(tài)力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合 Johnson-Cook模型，擬合出了870℃×1 h油淬(OQ)+260℃×2 h空冷(AC)熱處理制度下的300M和300M-Nb鋼的本構(gòu)方程：300M鋼：σ