Page 75 - 《爆炸与冲击》2025年第12期

第 45 卷 王鸿立，等： 高铁接触网铜镁合金材料的率温耦合变形机理与本构参数 第 12 期

∅ 5 mm×5 mm 的圆柱体试件，如图 1(b) 所示。沿试件轴向中性
割在接触线上沿径向均匀取样，并加工成
面进行纵向剖面切割，以制备微观组织观察的试样。采用镶嵌机对纵剖后的试样进行镶样处理，并依次
使用目数为 320、600、1 000、1 500 和 3 000 的砂纸打磨观察面，直至平滑；随后，利用抛光绒布将其抛光
至镜面状态；最后，使用 75% 体积分数的磷酸水溶液对观察面进行电解抛光，电解电压为 2 V，温度为
263 K，电解时间为 60 s。对试件清洗干燥后，利用电子背散射衍射（electron backscatter diffraction, EBSD）
技术对微观组织形貌进行观察。
1.2 原始微观组织
图 2(a) 为接触网铜镁合金材料原始组织的晶粒取向图，其中 TD、ND 分别表示试件表面的横向和
法向方向。从图中可以看出，材料内部晶粒沿拉拔方向被显著拉长且细化，呈现出典型的纤维状组织形
态。从图 2(b) 的晶粒尺寸分布统计图可以看出，原始组织晶粒尺寸较小，平均晶粒尺寸为 6.12 μm，并且
分布较均匀。图 2(c) 给出了原始组织的施密特因子（Schmid factor）分布情况，材料中多数晶粒的滑移系
与材料加载方向之间的夹角较大，表明施密特因子较小，其所需的临界分切应力越小，越不容易滑移。
图 2(d) 为材料原始组织的局部平均取向差（kernel average misorientation, KAM），黑线为取向差大于 15°的
大角度晶界，绿线为取向差小于 15°的小角度晶界，可以看出，原始组织中存在大量的小角度晶界。

0.10
Tensile direction Average: 21.85 μm
0.08
Number fraction/% 0.06

0.04

0.02

001 0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
TD 50 μm
111 Grain size/μm
101
ND
(a) Orientation distribution map Schmid (b) Grain size distribution histogram
factor KAM
0.5 5°

0.27 0°

001 001
TD 50 μm TD 50 μm
111 111
101 101
ND ND
(c) Schmid factor (d) KAM
图 2 接触网铜镁合金材料的原始微观组织
Fig. 2 The original microstructure of the catenary copper-magnesium alloy
1.3 实验设备
−3
−1
采用 DF14.205D 电子万能试验机开展接触网铜镁合金材料的准静态压缩实验，压缩应变率为 10 s ，
实验温度分别为室温（293 K）、473、673 和 873 K，每个工况至少进行 3 次重复实验。试件的压缩应力通

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