Page 100 - 《爆炸与冲击》2026年第3期

第 46 卷 郑贺龄，等： (Ti 2 Zr) 1.5 NbVAl 0.5 高熵合金的动态响应与冲击释能机理 第 7 期

图 16 展示了侵彻速度为 1 375 m/s 时回收的大块弹体残余碎片显微分析结果。与图 15 对比发
现，高速载荷导致晶界模糊化，晶粒呈现高度缠结态，同时滑移模式呈现显著分化，大部分晶粒仍维持
平面滑移特征，仅少部分晶粒内部出现交滑移。值得注意的是，晶体取向分析揭示平面滑移集中于{111}
面族晶粒，而交滑移仅出现在{313}取向晶粒中，这种取向依赖性证实高速变形中存在强烈的各向异性
响应。

10°

Adiabatic shear band

Adiabatic shear band
Cross slip
1 mm 1 mm 0°
y 2.5 2.0 y 1.5

x x x

0.2 0.1 0.1
{110} {111} {222}

图 16 侵彻速度为 1 375 m/s 的工况下回收的残余弹体微观形貌
Fig. 16 Microscopic morphology of the residual projectile recovered
at a penetration velocity of 1 375 m/s

交滑移作为协调多向应变、实现均匀塑性的核心机制，其有限激活具有双重物理意义。首先，高速
变形诱导的局部绝热温升（尤其在剪切带内）显著降低交滑移激活能，促使螺位错通过束集过程跨越原
滑移面，少部分晶粒内交滑移的出现，标志着局部温升已突破临界阈值，导致位错核心结构重构。这种
现象表明侵彻过程的热-力耦合效应足以引发局部晶格失稳，并伴随极短时间尺度（微秒级）的固态结构
重组。其次，交滑移作为动态回复的必经路径，其稀缺性直接抑制了位错重排与湮灭过程，使材料难以
通过热激活软化释放储能，从而加剧应变硬化效应。
平面滑移主导促使塑性变形高度局域化，形成宽度达微米级的粗大滑移带，而交滑移的缺失则阻碍
了应变能的多向耗散。二者协同作用放大了剪切应变局部化倾向，最终诱发高密度绝热剪切带。从逆
极图中不难看出绝热剪切带内部存在密集微裂纹网络，但未发现动态再结晶现象。动态再结晶的缺失
源于热力学与动力学条件的双重约束，平面滑移导致位错在狭窄滑移带内极端塞积，形成位错墙与胞状
亚结构，但位错密度空间梯度高达 3 个数量级，少量交滑移虽反映局部绝热温升的热软化效应，然而热

扩散特征时间远低于载荷持续时间，致使温升被严格局域化，无法形成动态再结晶所需的均匀位错缠结
网络与连续再结晶核心。极图分析进一步佐证了上述机制，{110}极图中 45°环带特征证实剪切主导变
形模式，{111}极图的漫散织构虽与动态再结晶初始阶段的随机取向分布形似，但{222}极图中法向密度
（normal density，ND）的显著衰减明确否定了再结晶的过程。这种平面滑移（应变局域化）与动态再结晶
缺失（软化机制失效）的协同作用，最终会导致绝热剪切带内部位错密度达到饱和状态，进而通过位错-空
位交互作用演化为微裂纹，微裂纹沿绝热剪切带扩展并连通，最终引发合金的碎裂失效并和空气中的氧
气发生氧化还原反应，破碎程度越剧烈，氧化还原反应相应越剧烈。基于此，图 17 构建了侵彻过程中合
金的变形机制演化图谱，揭示了高速侵彻下高熵合金内部的变形机制。

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