李金泉等：穿甲试验靶弹孔微观结构和绝热剪切带特性 ·547 Vol.25 No.6 径为55m左右（如图6所示），而熔化快凝层的 (a) 厚度仅10m左右，其间发现的钨为亚微米球状 颗粒，只有93W熔化才能形成.这说明在高速 侵彻产生的高压下，在穿甲弹体与靶板接触的区 域，钨的熔点可能降低，其数值还有待于进一步 的实验研究. 100m 20m 图693W合金基体的微观组织 Fig.6 Microstructure of 93W alloy matrix materials 2.260钢靶板弹孔周围绝热剪切带特性 在冲击载荷作用下，靶板会产生不均匀的剪 切变形.同时，由于应变率很高，塑性变形功转化 图7穿孔周围的相变剪切带.()绝热剪切带（图中细小 为热能，瞬时产生极高的温升.在碰撞过程中，同 白亮带)：(b)图(a)中剪切带及其两侧微观组织结构 Fig.7 Phase transformed shear band around the penetra- 时存在应变硬化效应和热软化效应两种效应，都 ted hole 影响着材料的应力一应变行为，而且都与应变率 有关.流动的早期，应变硬化起主要作用，后来， 20 um 热软化超过应变硬化，变形向一个局部区域集 中，从而形成剪切带.还因为穿甲侵彻作用时间 极短，以微秒计，材料向周围传递的热量很少，近 似为绝热过程，因此，称这种剪切带为绝热剪切 带 观察弹孔周围，有两种绝热剪切带，一种与 侵彻方向的反向成约45°夹角（如图7(a).该剪切 图8穿孔周围的形变剪切带 带为相变剪切带(Phase Transformed Shear Band), Fig.8 Deformed shear band around the penetrated hole 带内发生再结晶，由亚微米级的等轴珠光体组 成，其周围为拉长的珠光体及铁素体，相变带中 一般说来，微裂纹或微孔洞都是在材料细观 心已看不出原始组织的形貌，带宽趋向于均匀完 结构不均匀处成核发展起来的，由于绝热剪切 整，如图7b)所示，图7(a)中上边缘宽大白亮部分 带的出现，导致靶板材料细观变形上的不均匀， 为弹孔表面熔化快凝层.另外一种剪切带为形变 正是这种不均匀的变形，成为微裂纹和微孔洞的 剪切带(Deformed Shear Band),由变形流线组成， 起源，并且在撕裂的过程中，带内金属产生细小 带中晶粒高度畸变，但没有结构变化，仅是基体 的碎块，如图9(b),导致裂纹的萌生与扩展，使靶 组织的高度变形和晶粒碎化（如图8）. 板材料最终破坏. 观察弹孔周围，还发现了另外一条相变剪切 绝热剪切带之所以与侵彻方向成45°夹角， 带，它与侵彻方向成45°夹角，如图9(a)所示（图 是由于受弹芯压缩的靶板，其最大剪应力的分布 中上边缘宽大白亮部分为熔化快凝物)，随后裂 与静载或加载速率不大时平头冲模压入平板的 纹在剪切带中形核、聚集，沿剪切带形成了大裂 滑移线基本一致，只是应变速率高（大于10），而 纹，如图9(b),(c)为沿剪切带末端形成的裂纹， 平头冲模压入平板的滑移线与压入方向成45°，从 李金泉等 穿 甲试 验 靶 弹孔微观 结构和绝热剪切 带特性 廷引砍比灼︺川脸川明哆扎︸洲 朋相训镜异︸伶吩比叭神州川石 川招即坎浦︸洲杯“浦砖 ， 书伪戈湘旅在打卜礼朋戒朋欲几仆扣卜林补哪沛能叮帐油仆︸﹄︺片作﹃拉打孔︸ 径 为 阿 左 右 如 图 所 示 ， 而熔 化 快凝层 的 厚度 仅 阿 左 右 ， 其 间发现 的钨 为亚微 米球 状 颗 粒 ， 只 有 熔 化 才 能 形成 “ ， 这 说 明在 高速 侵 彻 产 生 的高压 下 ， 在 穿 甲弹体与靶板接触 的区 域 ， 钨 的熔 点可 能 降低 ， 其 数 值 还 有待 于 进 一 步 的实验 研 究 图 ‘ 合 金签 体 的微观组织 啥 附 图 穿孔 周 围 的相 变剪切 带 绝 热剪切 带 图 中细 小 白亮带 伪 图 中剪切带及其两侧微观组织结构 · 打卜“。书始︸︸砂”“”柱 护卜书抽‘，。“片托、‘衬趁仆佳鼓︸玲比 攀称俐尽决 图 穿孔 周 围 的形 变剪切 带 · 书之饭打” ︸”胳封盯“ “叼”““ “﹄心 钢 靶 板 弹 孔 周 围绝 热 剪切 带特 性 在冲击 载荷 作用 下 ， 靶 板 会产 生 不 均 匀 的剪 切 变形 同时 ， 由于应 变 率很高 ， 塑性 变形 功转化 为热 能 ， 瞬 时产 生 极 高 的温 升 在碰 撞过程 中 ， 同 时存 在 应 变硬 化 效 应 和 热 软化 效应 两种 效应 ， 都 影 响着材料 的应 力一应 变 行 为 ， 而 且 都 与应 变 率 有 关 流 动 的早 期 ， 应 变 硬 化起 主 要 作 用 ， 后 来 ， 热 软 化 超 过 应 变 硬 化 ， 变形 向一 个 局 部 区 域 集 中 ， 从 而 形 成 剪切 带 还 因 为 穿 甲侵 彻 作 用 时 间 极短 ， 以微秒计 ， 材料 向周 围传递 的热 量 很 少 ， 近 似 为绝 热过 程 ， 因 此 ， 称 这 种剪 切 带 为绝 热 剪切 带 观 察弹孔 周 围 ， 有 两 种 绝热 剪 切 带 ， 一 种 与 侵 彻方 向的反 向成 约 夹 角 如 图 该剪切 带 为相 变剪 切 带 ， 带 内发 生 再 结 晶 ， 由亚 微 米 级 的等 轴 珠 光 体 组 成 ， 其 周 围 为拉 长 的珠 光 体及 铁 素 体 ， 相 变 带 中 心 已看 不 出原始 组织 的形貌 ， 带 宽趋 向于均 匀 完 整 ， 如 图 所 示 ， 图 中上边 缘 宽大 白亮 部分 为弹孔 表 面熔化 快 凝 层 另外 一种 剪切 带 为形变 剪 切 带 ， 由变 形流 线 组 成 ， 带 中 晶粒高度 畸 变 ， 但 没 有 结 构变化 ， 仅 是基 体 组 织 的高度 变 形 和 晶粒 碎 化 如 图 观 察弹 孔 周 围 ， 还 发 现 了另外 一 条 相变 剪切 带 ， 它 与 侵 彻 方 向成 夹角 ， 如 图 所 示 图 中上 边 缘 宽 大 白亮 部 分 为熔 化 快凝 物 ， 随后 裂 纹在 剪切 带 中形 核 、 聚 集 ， 沿 剪切 带 形 成 了大裂 纹 ， 如 图 ， 为沿 剪切 带末 端 形 成 的裂纹 一 般 说 来 ， 微 裂 纹 或 微 孔 洞 都是在 材 料 细观 结构 不均 匀处成核 发展起 来 的〔圳 由于绝热 剪切 带 的 出现 ， 导致靶 板 材 料 细 观 变 形 上 的不 均 匀 ， 正 是这 种 不均 匀 的变形 ， 成 为微 裂 纹 和 微 孔洞 的 起 源 ， 并且 在 撕 裂 的过 程 中 ， 带 内金属 产 生 细 小 的碎块 ， 如 图 ， 导致裂 纹 的萌生 与扩展 ， 使靶 板 材 料最 终 破 坏 绝 热 剪 切 带 之 所 以与 侵 彻 方 向成 夹 角 ， 是 由于 受 弹 芯压 缩 的靶 板 ， 其 最 大剪应 力 的分布 与 静 载 或 加载速 率 不 大 时 平 头 冲 模 压 入 平 板 的 滑 移 线基 本 一 致 ， 只 是 应 变 速 率 高 大 于 勺 ， 而 平 头冲 模压 入 平 板 的滑 移 线 与 压 入 方 向成 “ ，