Page 16 - 《爆炸与冲击》2026年第3期

第 46 卷 陈嘉琳，等： 重复冲击载荷下Al 0.3 CoCrFeNi高熵合金的动态响应机制与累积损伤效应 第 3 期

式中：σ 的单位为 GPa，v 的单位为 km/s。这一关系表明，在较低的冲击速度下，HEA 材料的塑性变形
2
1
i
主要局限于冲击点附近，随着冲击速度的提高，塑性变形的范围显著扩大，表明材料在高速冲击下更容
易发生大范围的塑性流动。
2.2 二次冲击动力学响应

2.2.1 二次冲击下微观结构演化
FCC HCP BCC Other
在 2.1 节中，已详细探讨了 Al CoCrFeNi 高
0.3
熵合金板在首次冲击下的应力分布与塑性变形
行为。进一步对 HEA 板受二次冲击后相结构的
分布进行研究。
(a) 10 nm
在首次冲击后，沿首次冲击中心点 x 轴正方
向选取 10、15 和 20 nm 等 3 个特征位置作为二
次冲击靶点，采用刚性球以 1.0 km/s 的速度实施
精确二次冲击。二次冲击后，HEA 靶板的相结 (b) 15 nm
构分布特征如图 15 所示。可以看出，在 10 和
15 nm 处，二次冲击区域与首次冲击区域存在重
叠部分，因此，此时的相结构分布受到首次冲击 z
与二次冲击共同作用的影响。在 20 nm 处，二次 y x (c) 20 nm
冲击位置与首次冲击区域无重叠，相结构分布仅
图 15 HEA 板受刚性球 1.0 km/s 的速度二次
受二次冲击的影响，不受首次冲击的干扰。 冲击不同位置后的相结构分布
图 16 展示了刚性球以 1.0 km/s 的速度二次 Fig. 15 Phase structure distribution of the HEA plate after
冲击 HEA 板不同位置过程中的速度变化，其中， secondary impact by a rigid ball at the velocity of
距中心点 0 nm 处的曲线代表首次冲击的速度衰 1.0 km/s on different positions of it

减曲线，该曲线用作参照，以对比不同位置二次
1.0 0 nm (first)
冲击的速度衰减特性。可以看出，速度衰减与到 5 nm
冲击中心的距离呈现显著的相关关系，即距冲击 0.8 10 nm
15 nm
中心越近，速度衰减越慢，相关数据见表 5，表中 0.6 20 nm
v b 为反弹速度。结果显示，距首次冲击位置越 v/(km·s −1 ) 0.4
re
近，HEA 板的抗冲击能力越弱。这是由于二次 0.2
冲击的一侧受到空穴效应的影响，且材料在经历
0
首次冲击后，其抗冲击强度有所降低。尽管在靠
−0.2
近中心点的区域，刚性球的速度衰减较慢，但这 0 10 20 30 40 50 60 70
些位置的反弹速度却相对较高。这源于 HEA 板 t/ps
在首次冲击后内部结构发生了变化，从而在受到 图 16 刚性球以 1.0 km/s 的速度二次冲击 HEA 板
二次冲击时表现出不同的能量吸收与释放机制。 不同位置后速度随时间的变化
冲击 HEA 板 15 和 20 nm 位置时，刚性球速 Fig. 16 Velocity-time histories of a rigid ball impacting different
positions of the HEA plate at the impact velocity of 1.0 km/s
度的变化基本一致。这表明，在这些位置，HEA
板的抗冲击性能基本未受首次冲击的影响。当冲击距中心点超过 20 nm 位置后，刚性球速度的变化几乎
完全不受首次冲击的干扰，如图 16 所示。
HEA 板受刚性球 1.0 km/s 的速度二次冲击不同位置的位错分布如图 17 所示，可以看出，位错形态
在影响区域半径内表现为错综复杂的位错线网络，距中心较近的区域，位错线倾向于聚集并形成复杂的
结构。
从图 17(a) 可以看出，在距中心点 10 nm 处，位错线在首次冲击和二次冲击的相结构影响区域内形

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