Page 101 - 《爆炸与冲击》2025年第12期

第 45 卷 陈军红，等： 铱合金在高温下的动态拉伸力学性能 第 12 期

Th 和 Al，采用粉末压制、电弧熔炼以及带材轧
制 的 方 法 获 得 。 Th 和 Al 的 添 加 一 方 面 使 得
[5]
Th 偏聚于晶界 ，提高了晶界的结合强度，另一
方面使得晶粒细化，提高了铱合金的室温延性。
图 1 给出了铱合金的金相组织，从图中可以看
出，铱合金的晶粒还未完全长大，晶界呈曲面状，
不像完全退火态组织那样晶界平直。定量金相
法中，采用线性截距法中的平均截线长度 L 来表
征铱合金的平均晶粒大小，L 的测量相对误差可
通过下式获得：
0.49
ε r (L) = √ (1) 100 μm
N
式中：ε (L) 为晶粒平均截线长度 L 的测量相对误
r
差；N 为需测量的样本数，按 ε ≤5% 来选择测量 图 1 铱合金的显微组织
r
的样本数。晶粒平均截线长度 L 与晶粒平均直 Fig. 1 Microstructure of iridium alloy
径 D 的关系为：
3
D = L (2)
2
利用式 (1)～(2)，结合图 1，得到 Ir-0.3W-0.003Th-0.003Al 铱合金的平均晶粒大小为 52 μm。
1.2 高温动态拉伸实验技术

经过带材轧制后，制备出的铱合金原材料呈薄板状，厚度为 2 mm。铱合金成本高昂，为控制实验成
本，铱合金试样尺寸尽可能小。综合考虑以上因素，将铱合金高温拉伸试样设计成哑铃形片状，其尺寸
及实物照片分别如图 2(a)、(b) 所示。铱合金高温动态拉伸实验需解决以下 3 个关键技术：片状试样与波
导杆之间的有效连接、试样的高温实现与温度保持、高温试样与波导杆冷接触时间的精准控制。

(a) 8 mm (c)
2 mm
12 mm
10 mm
36 mm
(b)

图 2 铱合金试样及夹具
Fig. 2 Specimen of iridium alloy and fixture

为确保应力波在高温试样与波导杆之间的有效传递，需实现试样与波导杆之间的有效连接。在综
合考虑了快速自组装实验技术中挂钩式试样连接方式与传统大电流加热实验技术中胶粘式试样连接方
式的优缺点后，设计了如图 2(c) 所示的夹具。试样嵌入下夹具卡槽中，上夹具通过螺栓与下夹具连接，
通过螺栓预紧来实现试样与夹具间的紧密接触。夹具另一端通过螺纹与波导杆相连。试样通过机械预
紧的方式与夹具和波导杆连接，一方面克服了胶粘式连接中高温下胶强度不足的缺点，另一方面弥补了
挂钩式连接中无预紧导致应力波弥散效应增强的不足。

123103-3