姜 瀚, 余 丰, 李淑欣, 苏云帅

GCr15马氏体钢剪切试样断口局部熔融研究

姜 瀚, 余 丰*, 李淑欣, 苏云帅

（宁波大学 机械工程与力学学院, 浙江 宁波 315211）

本文采用开45°缺口剪切压缩试样, 比较研究GCr15马氏体钢在准静态压缩和高速冲击下样品断裂面的温升机制. 结果显示两种加载状态的断口上都发现了大量的局部熔融, 说明温升均超过1500℃. GCr15马氏体钢的塑性很低, 然而在剪切应力主导的试样上, 两种加载的剪切面均发生了很大塑性应变. 试样断裂瞬时所释放的能量以及裂纹面间的大滑移摩擦导致局部温升超过熔点. 分析结果表明, 两种加载模式下产生的熔融物均由残余奥氏体和孪晶马氏体组成. 受热的影响, 熔融物下面的基体组织经历了动态再结晶, 从而形成马氏体和奥氏体等轴晶. 因此,在剪应力主导的应力状态下, 马氏体钢的剪切断裂机理与加载速率无关, 高速冲击与准静态加载下的断裂模式和机理没有本质区别. 断裂瞬间产生局部温升促使材料熔融, 这是该材料剪切断裂的特性. 本文结论对GCr15马氏体钢剪切主导断裂机理的认识有重要意义.

GCr15马氏体钢; 剪切压缩试样; 局部熔融; 剪切塑性应变

金属材料在不同加载条件下的温升受到材料属性和加载速率的影响. 一般准静态单轴拉伸、压缩加载条件下的应变率低, 在加载过程中产生的热量可充分耗散, 因此温升一般忽略不计. 然而, 金属材料瞬时断裂的速度与声速相当[1], 尽管材……