D0I:10.13374/j.issnl(00103x.2011.01.018 第33卷第1期 北京科技大学学报 Vo]33 No 1 2011年1月 JoumalofUniversity of Science and Technopgy Beijng Jan 2011 电铸镍药型罩侵彻体的高速变形行为 李春华区成生伟王雷 杨峰田文怀 北京科技大学材料科学与工程学院，北京10⑩083 ☒通信作者，E-mail lichunhua@ah四cm 摘要利用直流电铸法制备纯镍药型罩，对其爆炸变形前后的微观组织和织构进行对比观察，探讨电铸镍药型罩爆炸变形 后侵彻体的高速变形行为.结果表明，电铸镍药型罩的晶粒形态由变形前的柱状晶转变为等轴晶，变形前存在的微观织构消 失.侵彻体在高速变形过程中经历的是绝热变形过程。侵彻体与靶体的相互作用促使射流发生融化.并与靶体熔融形成铁镍 合金.熔融的铁镍合金与侵彻体后续跟进的杵体发生接触，在杵体外部边缘部位凝固，生成复合组织.杵体在整个变形过程 中经历了典型的动态回复和动态再结晶过程. 关键词电铸：镍：药型罩：爆炸：动态再结晶 分类号T410333 High speed defomm ation behavior of the electrofom ed nickel liner of shaped charge LIChunhu CHENG Sheng wei WANG Lei YANG Feng TIAN Wenhuai School ofMaterials Science and Engneerng Unive rsity of Science and Technology Beijing Beijing100083 China Comespand ing auhor Email lichunhuang@yahoo a ABSTRACT The pure nckel liner of shaped chargewas prepared by usng a d irect current electropm ing techn Aue The high speed depmaton mechanis of the jet fomed by exp psive detonation in he electrofomed nickel liner of shaped chage was discussed by comparng hemicros tucture and microtexture of te nickel liner of shaped charge before and after explos ie detonation Experin ental results shov hat the orginal grains with a columnar shape change to equ iaxed grans and fibber texures exised n he nickel liner of shaped charge d isappear due high speed explosive detonation The et and sug pmed by exppsive detonation undergo an adiabatic process A meltng phenoneon was dserved due p he interacton beween the jet and aarget and a FeNialloy is fomed Themelt ng FeNialloy oms a comp lex structure by soldification around the surface of the slug when itmeets the plpwing slug It is ind icated that dynam ic recovery and recrystallization phy an mportant role for hgh speed de fomation in the eectofomed nickel lner of shaped charge during the explosive depnation process KEY WORDS electropming nickel shapel charge liner depnation dynamic recrystallivaton 电铸，作为一种现代加工技术，无论是在民用还 侵彻装甲目标冈.药型罩在形成射流过程中要承受 是军工领域都有着非常重要的用途.目前，电铸药 的冲击载荷高达30GPa远高于一般药型罩材料的 型罩是军工方面最常用也是最重要的应用之一，金 屈服强度，应变率超过10，并且伴随着剧烈的 属镍以其高强度、高塑性、高密度(89：r3)和 升温乳.研究者一般把这种情况下的变形金属当作 高声速(4970ms1)等优良性能.成为制备药型罩 不可压缩的流体来处理.这种流态金属的性能 的最佳备选材料 与低应变速率下的固态金属有着极大的差别，到目 实弹打靶中，利用炸药的聚能爆轰作用，金属药 前为止，由于实验条件的限制，人们对射流形成的过 型罩被压垮变形而形成高速的侵彻体，进而以动能 程、相应材料的组织性能变化和药型罩材料在爆炸 收稿日期：2010-01-26 基金项目：国家自然科学基金资助项目(N00671012)第 33卷 第 1期 2011年 1月 北 京 科 技 大 学 学 报 JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijing Vol.33 No.1 Jan.2011 电铸镍药型罩侵彻体的高速变形行为 李春华 成生伟 王 雷 杨 峰 田文怀 北京科技大学材料科学与工程学院, 北京 100083 通信作者, E-mail:lichunhua79@yahoo.cn 摘 要 利用直流电铸法制备纯镍药型罩, 对其爆炸变形前后的微观组织和织构进行对比观察, 探讨电铸镍药型罩爆炸变形 后侵彻体的高速变形行为.结果表明, 电铸镍药型罩的晶粒形态由变形前的柱状晶转变为等轴晶, 变形前存在的微观织构消 失.侵彻体在高速变形过程中经历的是绝热变形过程.侵彻体与靶体的相互作用促使射流发生融化, 并与靶体熔融形成铁镍 合金.熔融的铁镍合金与侵彻体后续跟进的杵体发生接触, 在杵体外部边缘部位凝固, 生成复合组织.杵体在整个变形过程 中经历了典型的动态回复和动态再结晶过程. 关键词 电铸;镍;药型罩;爆炸;动态再结晶 分类号 TJ410.3 + 33 Highspeeddeformationbehavioroftheelectroformednickellinerofshaped charge LIChun-hua , CHENGSheng-wei, WANGLei, YANGFeng, TIANWen-huai SchoolofMaterialsScienceandEngineering, UniversityofScienceandTechnologyBeijing, Beijing100083, China Correspondingauthor, E-mail:lichunhua79@yahoo.cn ABSTRACT Thepurenickellinerofshapedchargewaspreparedbyusingadirectcurrentelectroformingtechnique.Thehighspeed deformationmechanismofthejetformedbyexplosivedetonationintheelectroformednickellinerofshapedchargewasdiscussedby comparingthemicrostructureandmicrotextureofthenickellinerofshapedchargebeforeandafterexplosivedetonation.Experimental resultsshowthattheoriginalgrainswithacolumnarshapechangetoequiaxedgrainsandfibbertexturesexistedinthenickellinerof shapedchargedisappearduetohighspeedexplosivedetonation.Thejetandslugformedbyexplosivedetonationundergoanadiabatic process.Ameltingphenomenonwasobservedduetotheinteractionbetweenthejetandtarget, andaFe-Nialloyisformed.Themelt￾ingFe-Nialloyformsacomplexstructurebysolidificationaroundthesurfaceoftheslugwhenitmeetsthefollowingslug.Itisindicated thatdynamicrecoveryandrecrystallizationplayanimportantroleforhighspeeddeformationintheelectroformednickellinerofshaped chargeduringtheexplosivedetonationprocess. KEYWORDS electroforming;nickel;shapedchargeliner;detonation;dynamicrecrystallization 收稿日期:2010-01-26 基金项目:国家自然科学基金资助项目 (No.50671012) 电铸, 作为一种现代加工技术, 无论是在民用还 是军工领域都有着非常重要的用途.目前, 电铸药 型罩是军工方面最常用也是最重要的应用之一 .金 属镍以其高强度、高塑性 、高密度 ( 8.9 g· cm -3 )和 高声速 ( 4 970 m·s -1 )等优良性能, 成为制备药型罩 的最佳备选材料 [ 1] . 实弹打靶中, 利用炸药的聚能爆轰作用, 金属药 型罩被压垮变形而形成高速的侵彻体, 进而以动能 侵彻装甲目标 [ 2] .药型罩在形成射流过程中要承受 的冲击载荷高达 30 GPa, 远高于一般药型罩材料的 屈服强度, 应变率超过 10 5 s -1 , 并且伴随着剧烈的 升温 [ 3] .研究者一般把这种情况下的变形金属当作 不可压缩的流体来处理 [ 4--5] .这种流态金属的性能 与低应变速率下的固态金属有着极大的差别 .到目 前为止, 由于实验条件的限制, 人们对射流形成的过 程 、相应材料的组织性能变化和药型罩材料在爆炸 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2011.01.018