Page 99 - 《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

变形程度将低速侵彻弹丸进行区域划分，头部区域 1 发生剧烈塑性变形，而尾部区域 2 则保持准刚性状
态。区域 2 的晶粒形态与原始试样基本一致，晶粒内部未见用于表征位错滑移的明暗条纹，其 KAM 值
普遍小于 2°，表明该区域晶格畸变微弱且无应力集中，侵彻过程中弹丸尾部处于弹性变形范畴，仅通过
刚性位移传递动能。这种分区特征说明破碎过程由头部主导，并以渐进式分段破碎形式发展。对于区
域 1 展现出复杂的失效行为，晶粒内部密集的滑移带表明位错滑移主导的塑性流动广泛发生。一条与
水平方向呈 40.6°夹角的贯穿性裂痕在 KAM 图中呈现边界弥散的特征，结合其内部晶粒沿剪切方向显
著拉长、边界弯曲的形貌，确认该裂痕为绝热剪切带（adiabatic shear band，ASB）。该剪切带末端连接着
穿晶裂纹的尖端，揭示绝热剪切带是诱发断裂的原始裂纹源—在侵彻剪切载荷的作用下，ASBs 的内部
因 绝 热 温 升 发 生 热 软 化 ， 导 致 塑 性 流 动 高 度 局 域 化 ， 最 终 在 应 力 集 中 处 萌 生 裂 纹 。 值 得 注 意 的 是 ，
ASBs 的头部存在大量亚微米级细晶，其与基体晶粒取向差分别为 20.01°和 26.47°（图 15(c)），这是动态再
结晶的典型证据。该过程始于绝热温升促进的位错攀移和晶界迁移，使原始晶粒碎化成亚晶粒，非均匀
变形诱导的几何必需位错（geometrically necessary dislocation，GND）持续累积，推动亚晶旋转合并，最终形
成大角度晶界的新晶粒。位错重组路径表现为：高密度位错重组为胞状结构并演化为亚晶，进一步通过
动态再结晶形成等轴细晶。这种再结晶行为有效缓解了应变硬化，加速了剪切失稳进程。此外，观测到
裂纹将大晶粒分割为 3 个子区域（1～3），子晶粒间显著的取向差证实了局部晶格旋转现象。这种旋转本
质是绝热剪切带内位错动力学与热激活过程共同作用的结果。塑性流动诱导的晶格弯曲迫使亚晶发生
相对转动，而绝热温升进一步降低了晶界迁移能垒，最终导致原始晶粒碎化解体，印证了剪切带内的连
锁演化机制，即位错重组-亚晶旋转-晶粒细化，从根本上解释了高熵合金在动态载荷下的局部失效行为。

10°
Region 2
Slip band Region 1

B
Crack
Adiabatic shear band

A C
Dynamic recrystallization 1 mm 1 mm 0°

(a) EBSD inverse pole figure (b) EBSD KAM map
30 50

25 40
Misorientation/(°) 15 Misorientation/(°) 30
20

20
10

5 10
Point A to Point B Point A to Point C
0 50 100 150 200 0 50 100 150 200
Distance/µm Distance/µm
(c) Point-to-point misorientation from the head of the adiabatic shear band
图 15 侵彻速度为 734 m/s 的工况下回收的残余弹体微观形貌
Fig. 15 Microscopic morphology of the residual projectiles recovered at a penetration velocity of 734 m/s

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