高应变速率下钛合金变形行为研究进展

张婉悦1，郭敏1，何军利2，刘帅2，赖敏杰1（1.西北工业大学材料学院）（2.陕西天成航空材料股份有限公司）

摘要：随着战斗部壳体、装甲防护等高端装备对轻质高强钛合金需求的持续增长, 其在高应变速率(102 ~104 s-1 )和强冲击载荷等极端服役条件下的应用性能面临严峻挑战。系统综述了钛合金在高应变速率加载下的动态力学响应及变形特征, 揭示了其在宏观力学特征与微观组织演化方面相较于准静态加载条件的显著差异。研究表明, 钛合金在高应变速率下普遍表现出明显的应变速率强化效应, 剧烈的绝热温升诱发热软化, 进而促进绝热剪切带(ASB)的形成, ASB 成为钛合金材料动态失效的关键特征。ASB 内部通常由取向随机的等轴纳米晶粒构成, 关于其形成机制尚存争议, 主要包括不连续动态再结晶与连续动态再结晶两类理论。此外, β 型钛合金在高速变形过程中常伴随位错滑移、孪生与应力诱导相变等多机制的复杂耦合作用, 其相互作用关系仍需进一步厘清。希望本综述的总结和分析为深入理解钛合金在极端动态载荷下的力学响应与塑性变形行为提供理论依据与研究参考。

关键词：钛合金；高应变速率；动态力学响应；绝热剪切带；动态再结晶