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兵器材料科学与工程2026年第01期:WTaNiFe中熵合金动态力学及毁伤行为研究

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作者:赵孝孝;冯宏伟;汪明明;陈展宏;曹立军;陈子明;张帆;黄伟;

单位:中国兵器科学研究院宁波分院;北京理工大学冲击环境材料技术国家级重点实验室;

摘要:动态力学性能优异的难熔钨基中熵合金,在穿甲材料上有巨大应用潜力。本文用粉末冶金技术制备了由BCC W相、FCC Ni相和δ相组成,平均W相粒径为2.9μm的多相WTaNiFe难熔钨基中熵合金样品,其比铸态合金抗拉强度提高20%以上;基于静、动态力学性能试验,拟合了样品的Johnson-Cook本构方程,通过LS-DYNA有限元数值模拟与20 mm口径弹道炮靶试试验相结合,评估了该材料的毁伤行为,侵彻钢靶深度为49.5 mm,与仿真结果误差小于1.0%,弹体毁伤形貌一致,相关数据(深度、迎面弹坑等)平均误差小于4.0%,验证了样品本构模型与数值模拟的准确性;侵彻后弹体头部出现紊乱绝热剪切带,弹体与靶板接触面产生结合过渡区并剥离,这利于侵彻。为新型高性能穿甲弹性能评估奠定理论基础和技术支持。

关键词:中熵合金;;侵彻;;绝热剪切带;;Johnson-Cook本构方程

基金资助:宁波市科技计划项目(2023Z094;2022Z053)