Page 90 - 《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

表 1 数值模拟中 C45TR 的材料参数 [28]
[28]
Table 1 Material parameters of C45TR in numerical simulation
−3
ρ/(g·cm ) E/GPa A/MPa B/MPa n C m T m /K
7.85 210 800 320 0.28 0.064 1.06 1 765
−1
S γ c/(m·s )
D 1 D 2 D 3 D 4 D 5
0.1 0.76 1.57 0.005 −0.84 1.49 2.17 4 569

2 试验结果与分析

2.1 力学特性及本构参数拟合
2.1.1 准静态压缩和拉伸特性
图 6(a) 为准静态压缩下不同应变率的真实应力-应变曲线，附图为合金压缩后的宏观形貌。可以看
−1
出，随着应变率的升高，试样的变形越来越严重，当应变率为 0.1 s 时，试样的压缩应变达到 13.9%，经过
测量，此时形变量为原始试样高度的 49.7%，然而宏观上没有发现表面存在明显的裂纹，展现出良好的韧
性。由于合金的组成元素原子半径存在较大的差异，所以合金内部会存在较大的晶格畸变，在外部压应
力载荷的作用下，位错需要同时克服晶格畸变产生的内应力以及外部压应力才可以发生移动，这导致了
应力-应变曲线没有显著的屈服点，因此按照 0.2% 的应变来取合金的屈服强度，当应变率由 0.001 s 升
−1
至到 0.1 s 时，屈服强度由 885.2 MPa 升至 976.4 MPa，表现出显著的应变率强化效应。图 6(b) 为真实应
−1
变与应变硬化率的关系，可以看出，随着应变的增大，合金的应变硬化率总体是降低的，将应变硬化率的
下降过程划分为 3 个阶段，即初始时，应变硬化率迅速下降，随后缓慢下降，最后趋于平稳。相同应变的
条件下，加工硬化率与应变率息息相关，应变率越高，加工硬化率越低。另外有趣的是，对于应变率为
−1
0.01 及 0.1 s ，加工硬化率达到平稳阶段后，再次展现出略微上升的趋势，随后达到平稳状态，表明准静
态压缩的过程中，随着应变率的提高，合金展现出二次加工硬化的特性。

1 200 10

PhaseⅠ PhaseⅡ Phase Ⅲ
1 000 8
0.001 s −1 −1 6
True stress/MPa 600 0.1 s Strain-hardening rate/GPa 4 0.001 s −1
800
0.01 s
−1
400
0.1 s
200 2 0.01 s −1 −1
Original 0.001 s −1 0.01 s −1 0.1 s −1
0 2 4 6 8 10 12 0 2 4 6 8 10
True strain/% True strain/%
(a) True stress-strain curves (b) Relationship between true strain and strain hardening rate
图 6 准静态压缩试验结果
Fig. 6 Quasi-static compression test results

图 7(a) 展示了不同应变率下准静态拉伸的真实应力-应变曲线，插图为 R=∞（光滑圆棒）试样拉伸后
的宏观形貌。可见，在不同拉伸应变率下，试样断口区域均发生明显颈缩，并伴随较大的塑性变形，断口
呈现粗糙、不规则的特征，呈典型的杯锥状，表明该合金的断裂模式为韧性断裂。测量断后试样平行段
可知合金的平均断裂延伸率为 18.52%，断裂应变为 7.84%，具备良好的抗拉伸性能。此外，观察还发现，
随着应变率的升高，试样的屈服强度从 915.8 MPa 提高到 987.1 MPa，增幅约为 7.79%，主要归因于应变率
强化效应。图 7(b) 为恒定拉伸应变率（0.001 s ）下，不同缺口半径（R=1.0, 1.5, 3.0, 6.0 mm）试样的真实应
−1

073101-8