不锈钢材料高温、高应变率下动态力学性能的试验研究

2012-09-12李玉龙

航空材料学报 2012年1期

张红，索涛，李玉龙

(西北工业大学航空学院，西安 710072)

不锈钢是现代工业中的一种重要结构材料，广泛应用于航空、化工、能源等方面，对其力学性能的研究具有重要的价值。从现有对各类不锈钢材料的研究可发现:应变速率增加时，其真实应力、加工硬化率和应变率敏感性存在较大差异［1～3］;同时温度对这类材料的力学性能也有较大影响［1～6］。

而不锈钢结构件的加工、使用过程经常会涉及高温环境和动态载荷，因此有必要研究不锈钢材料在高温、高应变率耦合条件下的力学行为，以便为动态载荷下材料和结构的设计、加工及优化提供参考。例如，结构件的高速切削加工即为典型的高应变率、高温变形过程，对切削过程的仿真分析则必须提供相关的动态力学性能参数才能进行。但目前国内对不锈钢材料的研究多为高温准静态试验［4～6］和室温动态试验［7］的分别研究，高温、高应变率耦合力学性能的研究结果较少。为此，本文利用加装同步组装系统的高温Hopkinson压杆系统对某不锈钢材料高温、高应变率耦合状态下的动态力学性能进行了测试，得到了材料不同应变率和温度下的真实应力-应变曲线，并与准静态压缩结果对比，研究了材料的塑性流变行为，对其温度及应变率效应进行了分析。