第1期 李春华等：电铸镍药型罩侵彻体的高速变形行为 57 种变形行为属于动态再结晶过程.Mu旷GuO和 也证实了这一点.在这个过程中，应变速率和温度 F等a12-1通过研究铜和钨药型罩的变形行为， 是两个关键的控制因素. 雷管 炸药 药型罩 杵体 射流 靶体 图9药型罩的射流和杵体形成示意图 Fig 9 Schema tic illustation of the pming process of the suug and jet for te shaped charge liner 在射流和杵体形成后，杵体的不同位置其变形 结果表明，电铸镍药型罩在高速变形过程中，药型罩 量也不同.数值模拟的结果表明s-,杵体中心的 的晶粒由原来的柱状晶转变为晶粒从杵体的中心区 变形和应变率都要比杵体边缘大，这就为动态再结 域到边缘区域大小不等的形态，但都呈等轴晶形态， 晶的形核提供了动力，同时也给晶粒的长大增加了 与此同时，高速变形后药型罩晶粒的择优取向消失， 阻力.本研究中高速变形后杵体中心晶粒比杵体边 杵体在破甲过程中经历了动态回复和动态再结晶. 缘晶粒小的观察结果也证实了这一点.同时，药型 罩的侵彻体在高压、高应变率条件下其温度急剧上 参考文献 升，也促进了再结晶的形核和晶粒的长大 【】ZhaoT LuoH JaW M et al Discusson on the basi ekments of shaped chage lnerma era]Ordnamace Mater Sqi Eng 2007. 本研究通过对杵体截面组织变化的观察首次证 30(5):77 实了射流在与靶体的高速变形过程中存在金属熔化 (赵腾，罗虹，贾万明，等。药型罩材料技术基本要素探讨 的现象.可以认为，电铸镍药型罩形成的射流在侵 兵器材料科学与工程，200730(5)：刀) 彻靶体时发生熔化，与靶体钢材形成近乎二元的 [2 Li Z H Gou R J Appoach on expbsivepy pmed projectile 46F54N合金，附着在靶体弹孔内壁，与后续跟进 technokgy MechManage Dey 2008 23(4):19 (刘振华，苟瑞君.爆炸成形弹丸技术概述.机械管理开发 的杵体发生碰撞，并对杵体进行包覆，形成如图4所 200823(4):19) 示的微观组织.与射流不同，杵体与靶体的交互作 [3 Guow.LiS K W arg F C et al Dynan ic recrystallization of 用只是促使杵体发生动态再结晶，而没有发生金属 tungsen n a shaped chage liner Scrpua Ma ter 2009 60 329 熔融现象.从杵体的中心区域到边缘区域，晶粒尺 14 Baow P Ren X P Jin HQ Dynamic stress smain behav or of pure iron fr shaped chage lners J Uni Sci Technol Beijing 寸由小变大.可以认为，杵体在高速变形过程中，中 200931(8):978 心部位的变形量大，促使中心部位的晶粒形核率高， (包卫平，任学平，金宏全.纯铁药型罩材料的动态应力应 形成较小的晶粒尺寸.与此同时，由于射流的温度 变行为.北京科技大学学报，2009.31(8)：978) 比杵体高，与射流残渣接触的杵体边缘的温度也相 [习 MeyersM A DynamicBehavior ofMa terials Transled by Zhang 对杵体中心部位要高，这又给晶粒的长大提供了驱 QM Liu Y HuangF L etal Beijng Nati知aDef知se ndus ty Press 2006 52 动力，促使杵体边缘的晶粒尺寸较大 (MeyersMA材料的动力学行为.张庆明，刘暗，黄风雷，等， 4结论 译.北京：国防工业出版社，200652) [6 Tian W H FanA I.GaoH Y et a]Conparison ofm icrostruc (1)通过直流电铸法制备的纯镍药型罩具有沿 tures n electo pmed copper liners of shaped chages be pre and 药型罩壁厚方向生长的柱状晶结构.柱状晶形态的 afer plasti depmation atdifferent smn rates Ma ter SciEngA 2003350160 晶粒存在择优取向，沿药型罩厚度方向呈现[100] 17 Thon ase B Dav id A I.Joseph R M et al Microstrucual and 丝织构. mechan ical popenies nvestiga tion of electrodeposited and an (2)药型罩在破甲过程中经历高速变形，前端 nealed L GA nickel struc tres MetallMaterTransA 2002 33 形成的射流金属发生熔化现象，并与靶体钢材形成 539 铁镍合金，与后续跟进的杵体发生交互作用，形成杵 8 Guan L Y Zheng X H Wang F C et al hfuence of curent density on gm in strucure of electropmed copper Rare MeMa ter 体中心区域为纯镍体，杵体边缘区域由铁镍合金包 Dg200938(9pp:524 履的两相复合体结构 (关丽雅，郑秀华，王富耻，等。电流密度对电铸铜晶粒组织的 (3)杵体整体截面金相组织观察和EBSD分析 影响.稀有金属材料与工程，2009.38（增刊）：524)第 1期 李春华等:电铸镍药型罩侵彻体的高速变形行为 种变形行为属于动态再结晶过程 .Murr、 Guo和 Fan等 [ 3, 12--14]通过研究铜和钨药型罩的变形行为, 也证实了这一点 .在这个过程中, 应变速率和温度 是两个关键的控制因素 . 图 9 药型罩的射流和杵体形成示意图 Fig.9 Schematicillustrationoftheformingprocessoftheslugandjetfortheshapedchargeliner 在射流和杵体形成后, 杵体的不同位置其变形 量也不同 .数值模拟的结果表明 [ 15--16] , 杵体中心的 变形和应变率都要比杵体边缘大, 这就为动态再结 晶的形核提供了动力, 同时也给晶粒的长大增加了 阻力 .本研究中高速变形后杵体中心晶粒比杵体边 缘晶粒小的观察结果也证实了这一点 .同时, 药型 罩的侵彻体在高压 、高应变率条件下其温度急剧上 升, 也促进了再结晶的形核和晶粒的长大. 本研究通过对杵体截面组织变化的观察首次证 实了射流在与靶体的高速变形过程中存在金属熔化 的现象.可以认为, 电铸镍药型罩形成的射流在侵 彻靶体时发生熔化, 与靶体钢材形成近乎二元的 46Fe54Ni合金, 附着在靶体弹孔内壁, 与后续跟进 的杵体发生碰撞, 并对杵体进行包覆, 形成如图 4所 示的微观组织 .与射流不同, 杵体与靶体的交互作 用只是促使杵体发生动态再结晶, 而没有发生金属 熔融现象 .从杵体的中心区域到边缘区域, 晶粒尺 寸由小变大.可以认为, 杵体在高速变形过程中, 中 心部位的变形量大, 促使中心部位的晶粒形核率高, 形成较小的晶粒尺寸 .与此同时, 由于射流的温度 比杵体高, 与射流残渣接触的杵体边缘的温度也相 对杵体中心部位要高, 这又给晶粒的长大提供了驱 动力, 促使杵体边缘的晶粒尺寸较大. 4 结论 ( 1)通过直流电铸法制备的纯镍药型罩具有沿 药型罩壁厚方向生长的柱状晶结构.柱状晶形态的 晶粒存在择优取向, 沿药型罩厚度方向呈现 [ 100] 丝织构. ( 2)药型罩在破甲过程中经历高速变形, 前端 形成的射流金属发生熔化现象, 并与靶体钢材形成 铁镍合金, 与后续跟进的杵体发生交互作用, 形成杵 体中心区域为纯镍体 、杵体边缘区域由铁镍合金包 履的两相复合体结构. ( 3)杵体整体截面金相组织观察和 EBSD分析 结果表明, 电铸镍药型罩在高速变形过程中, 药型罩 的晶粒由原来的柱状晶转变为晶粒从杵体的中心区 域到边缘区域大小不等的形态, 但都呈等轴晶形态 . 与此同时, 高速变形后药型罩晶粒的择优取向消失, 杵体在破甲过程中经历了动态回复和动态再结晶. 参 考 文 献 [ 1] ZhaoT, LuoH, JiaW M, etal.Discussiononthebasicelements ofshapedchargelinermaterial.OrdnanaceMaterSciEng, 2007, 30( 5) :77 (赵腾, 罗虹, 贾万明, 等.药型罩材料技术基本要素探讨. 兵器材料科学与工程, 2007, 30( 5 ) :77 ) [ 2] LiuZH, GouR J.Approachonexplosivelyformedprojectile technology.MechManageDev, 2008, 23 ( 4) :19 (刘振华, 苟瑞君.爆炸成形弹丸技术概述.机械管理开发, 2008, 23 ( 4) :19 ) [ 3] GuoW, LiSK, WangFC, etal.Dynamicrecrystallizationof tungsteninashapedchargeliner.ScriptaMater, 2009, 60:329 [ 4] BaoW P, RenXP, JinHQ.Dynamicstress-strainbehaviorof pureironforshapedchargeliners.JUnivSciTechnolBeijing, 2009, 31( 8) :978 (包卫平, 任学平, 金宏全.纯铁药型罩材料的动态应力--应 变行为.北京科技大学学报, 2009, 31( 8 ) :978 ) [ 5] MeyersMA.DynamicBehaviorofMaterials.TranslatedbyZhang QM, LiuY, HuangFL, etal.Beijing:NationalDefenseIndus￾tryPress, 2006:52 (MeyersMA.材料的动力学行为.张庆明, 刘彦, 黄风雷, 等, 译.北京:国防工业出版社, 2006:52 ) [ 6] TianW H, FanAL, GaoHY, etal.Comparisonofmicrostruc￾turesinelectroformedcopperlinersofshapedchargesbeforeand afterplasticdeformationatdifferentstrainrates.MaterSciEngA, 2003, 350:160 [ 7] ThomaseB, DavidAL, JosephRM, etal.Microstructuraland mechanicalpropertiesinvestigationofelectrodepositedandan￾nealedLIGAnickelstructures.MetallMaterTransA, 2002, 33: 539 [ 8] GuanLY, ZhengXH, WangFC, etal.Influenceofcurrent densityongrainstructureofelectroformedcopper.RareMetMater Eng, 2009, 38 ( Suppl) :524 (关丽雅, 郑秀华, 王富耻, 等.电流密度对电铸铜晶粒组织的 影响.稀有金属材料与工程, 2009, 38(增刊 ) :524) · 57·