DOI：10.11883/bzycj-2022-0074内部爆炸作用下20钢柱壳的变形及相变*李满江1,2，赵志豪1,2，董新龙1,2，付应乾2，俞鑫炉3，周刚毅1（1.宁波大学机械工程与力学学院，浙江宁波315211；2.宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室，浙江宁波315211；3.宁波大学科学与技术学院，浙江宁波315211）摘要：研究冲击波作用下金属微观组织变化对于理解柱壳结构在高应变率下的变形及破坏极为重要。实验通过对20钢金属柱壳在内部爆炸载荷作用下的爆炸回收碎片截面进行微观分析，探讨冲击波作用下材料的组织演化、相变特征，同时使用有限元方法对柱壳膨胀断裂过程中的热力学特征进行分析。研究发现：20钢柱壳近内表面满足α→ε相变热力学条件的有限深度区域内，α晶粒内可见明显的平行滑移线分布特征；电子背散射衍射揭示了平行滑移线区域内组织碎化，且存在{112}＜111＞和{332}＜113＞两种孪晶，同时平行滑移线的碎化组织区域中存在密排六方晶格（HCP）的ε相结构，而试样原始组织及爆炸后除试样壁厚内部（0～3.0mm）区域外均未见ε相结构残留。分析认为：冲击过程中发生了α→ε相变；相变引发的材料性能改变将可能影响断裂破坏过程；考虑冲击波作用下金属材料动态相变对结构变形与破坏的影响，对这类柱壳变形及破坏的精密物理模拟具有重要意义，有必要开展进一步研究。关键词：20钢柱壳；爆炸膨胀；微观分析；相变中图分类号：O382国标学科代码：13035文献标志码：ADeformationandphasetransformationof20steelcylindersdrivenbyinnerexplosionLIManjiang1,2,ZHAOZhihao1,2,DONGXinlong1,2,FUYingqian2,YUXinlu3,ZHOUGangyi1(1.FacultyofMechanicalEngineeringandMechanics,NingboUniversity,Ningbo315211,Zhejiang,China;2.KeyLaboratoryofImpactandSafetyEngineering,MinistryofEducation,NingboUniversity,Ningbo315211,Zhejiang,China;3.CollegeofScienceandTechnology,NingboUniversity,Ningbo315211,Zhejiang,China)Abstract:Studyingthemicrostructureevolutionofmetalssubjecttoshockwavesissignificantforunderstandingthestructuraldeformationandfailuremechanismofsuchapipeunderaveryhighrateofloading.Themicrostructureevolutionandphasetransformationcharacteristicsofthematerialundertheactionofshockwavearediscussedthroughthemicroscopicanalysisofthecross-sectionofexplosiverecoveredfragmentsof20steelcylindricalshelldrivenbyex...
