
兵工学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (10): 250110-.doi: 10.12382/bgxb.2025.0110
张雯雯1,2, 赵聃1,2,*(
), 赵伟涛1,2, 王强3, 王建军1,2, 马胜国1,2, 张团卫1,2, 王志华1,2
收稿日期:2025-02-21
上线日期:2025-11-05
通讯作者:
基金资助:
ZHANG Wenwen1,2, ZHAO Dan1,2,*(
), ZHAO Weitao1,2, WANG Qiang3, WANG Jianjun1,2, MA Shengguo1,2, ZHANG Tuanwei1,2, WANG Zhihua1,2
Received:2025-02-21
Online:2025-11-05
摘要:
基于晶体塑性有限元框架,构建了可描述3级析出相结构CoCrNiSi0.3C0.048中熵合金在动态压缩下力学行为的建模方法。在3000s-1应变率的加载条件下,研究了随机、高斯、旋转高斯、立方、铜型、黄铜等不同初始织构对应力-应变响应的影响。研究结果表明:随机织构和铜型织构在动态压缩下表现出较高的屈服强度和优异的塑性变形能力,而立方织构的综合性能相对较差。高应变速率下,析出相明显影响材料的强化作用;通过对屈服强度、塑性变形能力和硬化行为的综合分析,揭示了不同初始织构在高应变速率下对变形的影响,为含析出相高熵合金的优化设计和实际应用提供了科学依据。
中图分类号:
张雯雯, 赵聃, 赵伟涛, 王强, 王建军, 马胜国, 张团卫, 王志华. CoCrNi系高熵合金析出强化的晶体塑性模型:力学性能及织构演化[J]. 兵工学报, 2025, 46(10): 250110-.
ZHANG Wenwen, ZHAO Dan, ZHAO Weitao, WANG Qiang, WANG Jianjun, MA Shengguo, ZHANG Tuanwei, WANG Zhihua. Crystal Plasticity Model of Precipitation Strengthening of CoCrNi-based High-entropy Alloys: Mechanical Properties and Texture Evolution[J]. Acta Armamentarii, 2025, 46(10): 250110-.
| 参数 | 数值 | 参数 | 数值 |
|---|---|---|---|
| ${C}_{11}^{matrix}$/GPa | 245 | α | 0.0008 |
| ${C}_{11}^{1}$/GPa | 477 | ${\tau }_{0}^{1}$/MPa | 183 |
| m | 10 | r2/nm | 500 |
| ${h}_{0}^{2}$/MPa | 51 | f3 | 0.1 |
| μ1,μ2/GPa | 299 | ${C}_{44}^{matrix}$/GPa | 142 |
| τ0/MPa | 92.7 | ${C}_{44}^{1}$/GPa | 137 |
| b2, b3/nm | 0.43 | h0/MPa | 51 |
| f2 | 0.1 | APB2,APB3/(J·m-2) | 0.5 |
| ${C}_{12}^{matrix}$/GPa | 156 | β | 0.143 |
| ${C}_{12}^{1}$/GPa | 198 | τs/MPa | 215 |
| ${\stackrel{·}{\gamma }}_{0}$/s-1 | 0.001 | r3/nm | 50 |
| ${\tau }_{s}^{1}$/MPa | 1150 |
表1 CoCrNiSi0.3C0.048晶体塑性相关参数
Table 1 CoCrNiSi0.3C0.048 crystal plastic model related parameters
| 参数 | 数值 | 参数 | 数值 |
|---|---|---|---|
| ${C}_{11}^{matrix}$/GPa | 245 | α | 0.0008 |
| ${C}_{11}^{1}$/GPa | 477 | ${\tau }_{0}^{1}$/MPa | 183 |
| m | 10 | r2/nm | 500 |
| ${h}_{0}^{2}$/MPa | 51 | f3 | 0.1 |
| μ1,μ2/GPa | 299 | ${C}_{44}^{matrix}$/GPa | 142 |
| τ0/MPa | 92.7 | ${C}_{44}^{1}$/GPa | 137 |
| b2, b3/nm | 0.43 | h0/MPa | 51 |
| f2 | 0.1 | APB2,APB3/(J·m-2) | 0.5 |
| ${C}_{12}^{matrix}$/GPa | 156 | β | 0.143 |
| ${C}_{12}^{1}$/GPa | 198 | τs/MPa | 215 |
| ${\stackrel{·}{\gamma }}_{0}$/s-1 | 0.001 | r3/nm | 50 |
| ${\tau }_{s}^{1}$/MPa | 1150 |
图6 CoCrNiSi0.3C0.048在$\stackrel{·}{\epsilon }$=3000s-1下的动态压缩实验与CPFEM模拟结果的力学响应
Fig.6 The dynamic compression experiment of CoCrNiSi0.3C0.048 at $\stackrel{·}{\epsilon }$= 3000s-1 and the mechanical response of CPFEM simulation results
图7 FCC金属中6种典型织构在动态压缩下应力-应变($\stackrel{·}{\epsilon }$=3×103s-1)
Fig.7 Uniaxial dynamic compression of six typical textures in FCC metal (strain rate 3×103s-1)
图15 FCC金属中基体特征晶粒6种典型织构在动态压缩下应力应变($\stackrel{·}{\epsilon }$=3×103s-1)
Fig.15 Stress-strain of six typical textures of selected single grain in FCC metal under dynamic compression (strain rate 3×103s-1)
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