Page 60 - 《爆炸与冲击》2026年第3期

50 μm
10 μm
50 μm Dimple 50 μm River-like 10 μm
50 μm
α α α α α α α α α α α α
第 46 卷 李镕辛，等： CoCrFeNiCu x 高熵合金爆炸成型弹丸药型罩结构的优化与毁伤效能 第 3 期
−1 −1 −1

Crack River-like
fracture
Dimple
fracture

50 μm
50 μm
50 μm 50 μm 50 μm
50 μm
Cu Lα1,2 Co Kα1 Cr Kα1 Fe Kα1 Ni Kα1 Cu Lα1,2 Co Kα1 Cr Kα1 Fe Kα1 Ni Kα1 Cu Lα1,2 Co Kα1 Cr Kα1 Fe Kα1 Ni Kα1
(d) x=1, 300 K-3 030 s −1 (e) x=1, 575 K-2 189 s −1 (f) x=1, 575 K-3 177 s −1

图 6 HEA 试件断口 SEM 形貌及 EDS 分层扫描结果
Fig. 6 SEM morphology and EDS elemental mapping of the fracture surface of HEA specimens

引入 Cu 的 CoCrFeNiCu（x=1）HEA 表现出不同的响应。在 300 K-3 030 s 条件下，断口局部区域检
−1
−1
测到 Cu 元素富集，如图 6(d) 所示，该现象可能与晶界偏析有关；而在 575 K-2 189 s 和 575 K-3 177 s 条
−1
件下，断口韧窝密度提高且元素分布均匀性提升，如图 6(e)～(f) 所示。高温高应变率下的性能改善主要
源于动态再结晶过程，该过程抑制偏析并促进微观组织均匀化。Cu 元素在特定条件下可能诱发偏析倾
向，但高温动态再结晶可有效改善材料性能。断裂模式差异受控于热-力耦合诱导的微观组织演变，但
EDS 分析的空间分辨率存在局限，纳米尺度偏析需更高精度技术验证 [33-35] 。

2 HEA 药型罩 EFP 成形规律

2.1 模型构建
为将 HEAs 应用于聚能装药领域，结合力学试验所得数据，利用 AUTODYN 软件对 CoCrFeNiCu
x
HEA 药型罩的 EFP 成形规律进行了研究，最终设计出毁伤性能较好的 HEA EFP 聚能装药模型。首先，

基于常规均壁厚球缺形药型罩聚能装药结构进
D
行分析，如图 7 所示，其中：D 为装药直径，L 为
装药长度，Φ 为药型罩厚度，h 为药型罩顶高度，
2
d 为药型罩外口径，r 和 1 r 分别为药型罩的外、
8701 explosive
内曲率半径。炸药则采用 8701 炸药进行装药。
基于常用药型罩材料紫铜，进行不同罩材
的成形性能对比分析。依据 EFP 聚能装药结构
L
的设计经验 [36] ，为获得具有大长径比的弹丸从而
增大侵彻深度，同时要求弹丸速度保持在 2 000～
3 000 m/s 范围内，设置 3 种材料药型罩的具体参 Φ
数如表 3 所示。为确保对比研究的准确性和可
靠性，在构建紫铜药型罩和 HEA 药型罩的装药 h
Liner Φ
模型时，保持 3 种装药结构的尺寸、炸药质量与
d
药型罩质量的配比一致，以准确对比不同材料药 r 1
型罩对弹丸成形效果的影响。 r 2
根据表 3 的结构在 AUTODYN 软件中构建
亚半球药型罩结构聚能装药的 Euler 计算模型， O
如图 8 所示。在 120 mm×1 000 mm 的空气域内
图 7 等壁厚药型罩 EFP 聚能装药结构示意
采用填充法建模，网格尺寸为 0.5 mm×0.5 mm，
Fig. 7 Schematic of the EFP shaped charge structure
同时为了消除边界影响，将空气域边界设置为流 with a uniform wall thickness liner

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