高速撞击诱导大梯度纳米结构化高熵合金的力学行为

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中文摘要：国防军工与航天领域的防护结构要求材料能经受住弹体或空间碎片的高速撞击,包括处于极低温环境.高熵合金因其特殊的化学结构与优异的综合力学性能,成为新型装甲防护材料研究的新范式.本文通过弹丸高速撞击高熵合金靶板的响应分析,提出了一种通过室温和低温高速冲击制备大梯度纳米晶和纳米孪晶混合结构高熵合金的新方法,并研究了该梯度纳米结构高熵合金的拉伸力学性能以及变形机理.结果表明,大梯度纳米结构从冲击端到自由面,微结构过渡主要为:纳米晶-纳米晶带-高密度纳米孪晶带/高密度位错带/点阵旋转带-稀疏纳米孪晶带/高密度位错带/点阵旋转带-高密度位错-稀疏位错.单纯纳米晶和纳米孪晶混合结构的梯度层厚度达到4mm,远超传统手段制备的梯度层厚度(小于500μm).相比初态样品,大梯度纳米结构高熵合金的强度提升明显,最高提升390％,塑性仍保持在较大范围内:21％～62％.这得益于大梯度样品"软区"和"硬区"共存,除了较大背应力提供额外强化外,软硬组织弹塑性变形的不同步和断裂发生的不同步也会额外提高力学性能.本研究不仅可为开发块体大梯度纳米结构材料提供新方法,也可为理解高熵合金的抗弹行为并指导装甲防护材料设计提供参考.

外文标题：Mechanical behavior of large-gradient nanostructured high entropy alloys prepared by high velocity impact

外文关键词：

high-entropy alloygradient nanostructurenanograin/nanotwinhigh velocity impactcryogenic temperature

作者：

张团卫、焦志明、常慧、马胜国、王志华

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作者单位：

太原理工大学机械与运载工程学院应用力学研究所,太原030024

材料强度与结构冲击山西省重点实验室,太原030024

关键词：

高熵合金梯度纳米结构纳米晶/纳米孪晶高速冲击低温

基金：

国家杰出青年科学基金国家自然科学基金国家自然科学基金山西省基础研究计划

项目编号：

12225207120722201210229120210302124386

出版年：

2023

DOI：

10.1360/TB-2023-0191

科学通报

中国科学院国家自然科学基金委员会

科学通报

CSTPCDCSCD北大核心

影响因子：1.269

ISSN：0023-074X

年,卷(期)：2023.68(24)

参考文献量3