蔡一鸣, 李慧中, 梁霄鹏, 汤国建

(1. 国防科学技术大学 航天与材料工程学院, 长沙 410073；2. 中南大学 材料科学与工程学院，长沙 410083)

7039铝合金靶板侵彻过程中的组织特征及数值模拟

蔡一鸣1, 李慧中2, 梁霄鹏2, 汤国建1

(1. 国防科学技术大学 航天与材料工程学院, 长沙 410073；2. 中南大学 材料科学与工程学院，长沙 410083)

采用光学显微镜(OM)分析子弹斜侵彻7039铝合金后弹坑周围的组织特征，并对侵彻过程进行数值模拟。结果表明：子弹侵彻 7039铝合金靶材后，弹坑周围的显微组织呈现有规律的特征；当绝热软化作用较弱时，弹坑周围出现绝热剪切带和裂纹；且随着热软化的加强，绝热剪切带聚合成较宽的层叠剪切变形带，紧邻的晶粒严重变形产生扭曲带，侵彻末期组织中形成大量的变形显微带。采用Largrange描述的Johnson-Cook本构模型能够有效地模拟子弹斜冲击侵彻7039铝合金靶材的过程。

7039铝合金；侵彻；Johnson-Cook本构模型；显微组织

7039铝合金是一种具有优良的焊接性能、抗弹性能和加工性能的中高强 Al-Zn-Mg系合金，被广泛应用于装甲结构材料[1-3]。作为装甲材料通常要承受高应变速率的加载变形，而在高应变率加载条件下，材料的动态反应非常复杂，不同的学者从各个方面展开了研究，如MURR等[4]发现6061-T6铝合金弹坑周围出现了显微带。KUMAR等[5]报道了7017铝靶板受变形弹和刚性弹垂直侵彻后微观组织及硬度的变化情况。LI和 GOLDSMITH等[6]研究了中厚铝靶板(6061-T6)受侵彻后的速度和子弹偏航情况。张新明等[7]研究了2519A铝合金板材受侵彻后材料的微观组织，发现当侵彻不同深度时，弹坑微观组织呈现不同特征，靶板主要发生塑性扩孔破坏。……