孪生钛合金

高应变率下延迟失效

以{332}<113>孪生为主导变形模式,提高加工硬化能力,从而延迟绝热剪切带形成和材料失效。

Xi, Pan · 辛社伟 · Sun, Jiuping · Zhang, Siyuan · Zhou, Wei · Cai, Jianhua

Materials Science & Engineering A: Structural Materials: Properties, Microstructure and Processing 2025

参数信息

出现绝热剪切带的应变速率
4060 /s

技术优势

延迟失效

由于孪生主导的变形提高了应变硬化能力,绝热剪切带的形成和随后的材料失效被延迟,从而在动态载荷下提供更长的承载时间。

硬化能力更强

固溶态试样在动态加载下比固溶+时效态试样表现出更优异的应变硬化能力,这归因于{332}<113>孪生作为主导变形模式。

温升非主因

变形产热计算表明,温升不是绝热剪切的主要起源,而与不均匀塑性变形相关的应变局部化贡献更大。这一发现为通过微观结构设计抑制绝热剪切提供了依据。

硬度峰值在剪切带

绝热剪切带剪切区具有动态再结晶β晶粒,硬度最高,但应变硬化能力差;相邻过渡区经历高度局部化剪切变形并使剪切带加宽。这一硬度分布特征有助于理解失效机制。

应用场景