钨合金变形微观力学行为的计算机数值模拟

0:10.13374/j.1ssn1001053x.1997.06.006 第19卷第6期 北京科技大学学报 Vol.19 No.6 1997年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.1997 钨合金变形微观力学行为的计算机数值模拟* 黄继华陈浩曹智威周国安 北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 摘要提出了钨合金的组织结构模型.在此基础上通过有限元法对钨合金拉伸变形时组织结构 中的应力分布及其变化规律进行了计算机数值模拟研究.结果表明：钨合金拉伸变形时拉伸方向 最大正应力和最大Mss应力区域在钨颗粒相中，同时鹤颗粒还将受到垂直于拉伸方向的压应 力：最大剪切应力分布在粘结相中，随拉伸变形增加，粘结相最先进人塑性状态；由于粘结相的塑 性变形，钨合金中应力不断重组，应力逐渐在钨颗粒中集中， 关键词钨合金，力学行为，计算机数值模拟，粘结相 中图分类号TB301 高相对密度钨合金通常是指由80%~97%（质量数分）钨和一定比例的Ni-F,i-Cu等 合金为粘结相所组成的两相复合材料.由于该合金具有高密度、高强度和较好的塑性等优点， 因而被用作动能穿甲弹的弹芯材料.随着现代坦克防御能力的不断加强，对反坦克动能穿甲 弹弹芯材料的性能也提出了越来越高的要求，因此，在保证高萨度的前提下进一步提高钨合 金的强韧性一直是兵器和材料科学领域的重要课题. 目前有关钨合金的强韧化研究仍停留在添加合金元素和各种工艺试验方法上，研究比较 盲目四.事实上，在排除工艺因素和硬质相（钨）确定的条件下，钨合金的性能取决于粘结相， 而粘结相对钨合金性能的影响又可分为力学和热力学两方面.力学方面，粘结相的力学性质 直接影响合金变形过程中的应力一应变分布和断裂行为.热力学方面，粘结相的热力学性质 将影响钨一粘结相的界面结构和烧结过程中钨颗粒的长大行为，从而最终也影响合金变形时 的应力一应变分布和断裂行为.依据这种分析，提出了通过分析合金结构因素（粘结相力学参 数、钨含量等)与合金变形过程中的微观力学行为（应力一应变行为）及宏观力学性能的关系 来研究粘结相与硬质相（钨）之间的最佳力学匹配条件，用来对钨合金进行优化设计的设想. 本文拟通过有限元法对钨合金拉伸变形过程中的微观力学行为进行计算机数值模拟研究. 1钨合金组织结构模型及计算模型 典型的钨合金组织结构是钨颗粒均匀地镶嵌在塑性良好的面心立方W-Ni-F固溶体基 体中，并且由于烧结过程中界面能对于溶解和析出的调节作用，通常钨合金组织结构中钨颗 粒近似呈球形且大小基本均匀，这些钨颗粒按密排六方结构分布在粘结相中2，刃.因此，在确 1997-10-18收稿第一作者男36岁副散授博士 ◆国家自然科学基金资助项目

第￾卷 第￾期 ￾￾￾￾年 ￾￾月 北 京 科 技 大 学 学 报 ￾￾ ￾￾ ￾￾ ￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾ ￾ ￾￾ ￾￾ ￾ ￾ 】￾￾ 。 ￾￾￾￾ 丫 钨合金变形微观力学行为的计算机数值模拟 ￾ 黄继 华 陈 浩 曹智威 北京科技大学材料科学与工程学院 ， 北京 周 国安 ￾￾￾￾ 摘要 提 出 了钨合金 的组织结构模型 ￾ 在此基础上通过有 限元法对钨合金拉伸变形时组织结构 中的应力分布及其变化规律进行了计算机数值模拟研究 ￾ 结果表 明 ￾ 钨合金拉伸变形 时拉伸方 向 最大正应力和 最大 肠￾￾ 应力 区城在钨顺粒相 中 ， 同时钨顺粒还将受到垂直于拉伸方 向的压应 力￾最大剪切应力分布在粘结相 中 ， 随拉伸变形增加 ， 枯结相最先进人塑性状态￾ 由于粘结相 的塑 性变形 ， 钨合金 中应力不 断重组 ， 应力逐渐在钨顺粒 中集中 ￾ 关健词 钨合金 ， 力学行为 ， 计算机数值模拟 ， 粘结相 中圈分类号 ￾￾￾￾ 高相 对密度 钨合金 通 常是 指 由 ￾ ￾一 ￾ ￾￾质量 数分 ￾钨和 一 定 比例 的 瓦 一 ￾ ， 瓦 一 ￾ 等 合金为粘结相 所组成 的两相 复合材料 ￾ 由于 该合金具有 高密度 、 高强 度 和较好 的塑性等优点 ， 因而被 用 作 动能穿 甲弹 的弹芯 材料 ￾ 随着 现 代坦 克 防御 能力 的不 断加强 ， 对反 坦克 动能穿 甲 弹弹芯材料 的性 能也提 出 了越来越 高 的要 求 ， 因此 ， 在保证 高密 度 的前提下 进 一 步提 高钨合 金 的强 韧性 一直是兵 器 和材料科学领域的重要 课题 ￾ 目前有 关钨合金 的强韧化研究仍停 留在添加合金元 素和各种工 艺试验方法 上 ， 研究 比较 盲 目川 ￾ 事 实上 ， 在 排 除工 艺 因素和 硬质相 ￾钨￾确定 的条件下 ， 钨合金 的性 能取 决于 粘结相 ， 而 粘结相 对钨合金 性 能 的影 响又 可 分为力学 和 热力学 两方 面 ￾ 力学 方面 ， 粘 结 相 的力 学性 质 直接影 响合金 变形 过 程 中的应力一应变分 布 和 断裂 行 为 ￾ 热力 学 方 面 ， 粘结相 的热万学性 质 将影 响钨一粘 结相 的界 面结构 和烧结过程 中钨颗粒 的长大行 为 ， 从而 最终也影 响合金 变形 时 的应力一应变分布和 断裂行 为 ￾ 依据这种分 析 ， 提 出了通过分析合金结构因素 ￾粘结相 力学参 数 、 钨含量 等 ￾与合金 变形 过程 中的微观力学行 为 ￾应力一应变行 为￾及 宏观力学性能 的 关系 来研究粘 结相 与硬 质 相 ￾钨￾之 间 的最佳力学 匹 配条件 ， 用来对钨合金进行优化设计的设想 ￾ 本文拟 通 过有 限元法 对钨合金拉伸 变形 过程 中的微观力学行为进行计算机数值模拟研究 ￾ ￾ 钨合金组织结构模型及计算模型 典型 的钨合 金 组织 结构是 钨颗粒均 匀地 镶嵌 在 塑性 良好 的面 心 立 方 ￾ 一 预 一 ￾ 固溶体基 体 中 ， 并 且 由于 烧 结过 程 中界 面能 对于 溶解 和 析 出的调 节作用 ， 通 常钨合金 组织 结构 中钨颗 粒近 似 呈 球形且 大小 基 本均匀 ￾ 这 些 钨颗粒按 密排 六 方 结构分布 在粘 结相 中￾， ’〕 ￾ 因此 ， 在 确 ￾￾￾￾ 一 ￾ 一 ￾ 收稿 第一作者 男 ￾岁 副教授 博士 ￾ 国家 自然科学基金 资助项 目 ＤＯＩ：１０．１３３７４／ｊ．ｉｓｓｎ１００１－０５３ｘ．１９９７．０６．００６

Vol.19 No.6 黄继华等：钨合金变形微观力学行为的计算机数值模拟 ·547 定钨合金组织结构模型时作如下假设：①钨合金中钨颗粒为球形且大小均匀；②钨颗粒在组 织结构中按密排六方结构分布；③钨一粘结相 界面为紧密结合，如图1.为了进一步简化计 W 算，用平面模型来进行计算机数值模拟.如果Z 轴方向为加载方向，则图中的矩形ABCD即可 表征合金的全部结构特点，且模型参数与合金 成分之间有如下关系： p,=(πr2/2)/(ab)(1) r/a=[(2V3/rp,)]Ψ2(2) 式中，p,为钨颗粒在合金中的体积分数；r为钨 图1钨合金组织结构模型，W为钨，M为粘结相 颗粒半径.a,b为模型边长. 当合金在Z轴方向载荷作用下拉伸变形时，按照图1 的组织结构模型，由于结构的对称性，图中矩形ABCD的4 条边应始终保持直线.据此，构建了如图2所示的计算模 型.其中E,F是板单元，符号“△”表示固定，“O”表示一个 D 方向受约束.表】为计算的力学参数，计算过程中应用 表1计算力学性能参数B~( 相 E/GPa 柏松比4 o,z/MPa硬化模量/MPa 钨 410 0.27 800 300 粘结相 200 0.31 500 150 图2计算模型，F,E为板单元 Miss屈服准则.为了尽可能减小E,F及连接杆的变形和 过程中连接杆的不协调对于计算结果的影响，计算中取板E,F及连接杆的刚度远大于钨颗粒 和粘结相的刚度，且连接杆的长度足够长.模型精度分析表明，图2中的网格划分可以使绝大 部分区域的计算精度控制在6%以内 2计算结果及讨论 在上述条件下，应用有限单元法对图2中的计算模型进行了计算机数值模拟.如图3~ 图5给出了90W合金在927MP,Z方向拉伸载荷作用下Y方向正应力分量S,Z方向正应力 分量S和剪应力分量S的等值线图.由图3可见，处在与模型左上角和右下角等效位置的粘 结相在拉伸过程中将受到y方向的压应力，而处在与模型中心等效位置的粘结相将受到y方 向的拉应力；除靠近模型中部附近的极小区域外，钨颗粒中绝大部分区域在y方向均为压应 力.图4显示钨颗粒和粘结相中在Z方向均受拉应力，最大拉应力区分布在钨颗粒中，在粘结 相中处在与模型中心附近等效位置的拉应力最大，图5中剪切应力分量的2个最大区域均分 布在粘结相中，处在模型中心左上和右下的位置.由于结构的对称性，在图1中凡与上两处等 效位置的粘结相都将受到最大的剪切应力， 图6~图7给出了不同拉伸载荷作用下模型中的Mises应力分布，Mises应力的表达式为 0m=V1/2[(@,-0)}+(g2-0)+(G,-0)月 (3)

翌 ￾ ￾￾ ￾￾ ￾ ￾ 黄继华等 ￾ 钨合金变形微观力学行 为的计算机数值模拟 定钨合金 组 织 结构模 型 时作如下 假设 ￾ ① 钨合金 中钨颗粒 为球形 且 大小 均 匀 ￾② 钨颗粒在 组 织 结构 中按 密排 六 方 结构分 布￾③ 钨一粘 结相 界 面 为 紧 密 结 合 ， 如 图 ￾ ￾ 为 了 进 一 步 简 化 计 算 ， 用 平 面模型来 进行计算机数值模拟 ￾ 如果 ￾ 轴方 向为加 载 方 向 ， 则 图 中的矩 形 月刀￾刀 即 可 表征合金 的全部结构 特 点 ， 且模 型 参数 与合金 成分之 间有如下 关系 ￾ 尹 ， ￾ ￾兀 ￾， ￾￾￾￾￾￾占￾ ￾￾￾ ￾ ￾。 一 ￾￾￾行 ￾二 ￾尹 ，￾ ’‘’ ￾￾￾ 式 中 ， 沪 、为钨颗粒 在 合金 中的体积分 数 ￾￾ 为 钨 颗粒半 径 ￾ “ ， ￾为模 型边 长 ￾ 兴 图 ￾ 钨合金组织结构模型 ， ￾为钨 ， ￾为粘结相 当合 金在 ￾轴方 向载荷作用 下 拉伸变形 时 ， 按 照 图 ￾ 的组织结构模型 ， 由于结构 的对称性 ， 图 中矩形 注刀￾￾ 的 ￾ 条边 应始终 保持 直 线 ￾ 据 此 ， 构建 了 如 图 ￾所 示 的计算模 型 ￾ 其 中 ￾ ， ￾是 板 单元 ， 符号 “ △ ” 表示 固定 ， “ ￾ ” 表示 一 个 方 向受 约 束 ￾ 表 ￾为 计 算 的 力 学 参 数 ， 计 算 过 程 中应 用 表￾ 计算力学性能今数￾一 相 刀 ￾六 柏松 比产 ￾口￾￾￾ 硬化模量￾侧田￾ 钨 粘结相 ￾￾￾ ￾￾￾ ￾￾ ￾￾￾ ￾￾ ￾￾￾ ￾￾￾ ￾￾￾ ￾推 ￾片￾￾ ￾ 二 ￾￾ 〔三之乙孟一一 卜， 口瑟三二 一 一一二手井二 ‘阵闷月￾￾￾‘‘‘‘‘￾石‘‘ 卜舀舀舀 ￾一 一 ￾￾ ￾ ￾ 「二二 卜 · ￾ ￾ ￾ ￾ 一￾￾ 二 ， 「一一 一 ￾ 「一 丁一一一一一 卜 — 匀 一 一 图 ￾ 计算模型 ， ￾ ， ￾为板单元 珑￾￾ 屈 服 准则 ￾ 为 了尽 可 能减小 ￾ ， ￾及 连接 杆 的变 形 和 过程 中连接杆 的不 协调 对于计算结果 的影 响 ， 计算 中取板 ￾ ， ￾及 连接杆 的刚度 远大 于 钨颗粒 和粘结相 的刚度 ， 且 连接杆 的长度足够 长 ￾ 模 型精度分析表 明 ， 图 ￾中的 网格 划分可 以使绝大 部分 区域 的计算精度控制在 ￾￾ 以 内 ￾ ￾ 计算结果及讨论 在 上述 条件下 ， 应 用 有 限单元法 对 图 ￾中的计算模 型进行了计算机数值模拟 ￾ 如 图 ￾一 图 ￾给 出 了 ￾ ￾ 合 金 在 ￾￾ ￾ ￾， ￾方 向拉伸载荷作用 下 肪 向正应力分量凡 ， ￾方 向正应力 分量 ￾二和 剪应力分量 又 ￾的等值线 图 ￾ 由图 ￾可见 ， 处在 与模型左 上角和右下 角等效位置 的粘 结相 在拉伸过 程 中将受 到 ￾ 方 向的压 应 力 ， 而处在 与模 型 中心等效位 置的粘 结相 将受到 ￾ 方 向的拉应力 ￾除靠近模 型 中部 附近 的极 小 区域外 ， 钨颗粒 中绝大部分 区域在 ￾ 方 向均 为压 应 力 ￾ 图 ￾显示 钨颗粒和粘 结相 中在 ￾ 方 向均受拉应力 ， 最 大拉应力 区分布在钨颗粒 中 ， 在粘结 相 中处在 与模 型 中心 附近等效 位置 的拉应力最大 ￾ 图 ￾中剪切应力分量 的 ￾个最 大 区域 均分 布在粘结相 中 ， 处在模 型 中心 左 上 和 右下 的位 置 ￾ 由于结构的对称性 ， 在 图 ￾中凡 与上 两处等 效位置 的粘结相都将受 到最 大 的剪切 应力 ￾ 图 ￾一 图 ￾给 出了不 同拉伸载荷作 用 下模型 中的 涌 ￾￾ 应力分布 ￾ 硒 ￾￾ 应力的表达式 为 ￾￾二 ￾￾ ￾ 丫￾￾￾￾￾， 一 ￾￾￾ ， ￾ ￾￾￾ 一 ￾￾￾ ， ￾ ￾￾￾ 一 ￾，￾ ，￾ ￾￾￾

·548 北京科技大学学报 1997年第6期 式中，o,02,0,分别为3个主应力.图6是o=540MPa拉伸载荷作用下的Mises应力等值线 图.可见最大的Mises应力位于钨颗粒中，在粘结相中处在与模型中心附近等效位置的Mises 应力最大.此时钨颗粒尚未屈服，粘结相中刚刚开始出现小范围屈服区.随拉伸载荷增加，粘 结相中屈服区增大（如图7，当拉伸载荷为927MP时粘结相几乎全部屈服，同时钨颗粒中也 出现大面积屈服区. 10 X 图3方向正应力分量S等值 图4Z方向正应力分量S,等值 图5剪切应力分量S等值 线图(c=927MPa),×107 线图(o=927MPa),×10 线图(a=927MPa),×10 1:8.9,2:71,3:53,4:3.4,5:17, 1:9.4,2:9.0,3:8.7,4:83,5:8.0,1:8.8,2:7.8,3:6.8,4:5.8, 6:-0.1,7:-2.0,8:-4.0,9-6.0, 6:7.7,7:73,8:7.0,9:6.6,10:6.3, 5:4.8,6:3.8,7:2.7,8:1.7 10:-7.0,11:-9.0,12:-10 11:5.9,12:5.6,13:5.2, 9:-0.71,10:-03,11:-1.0 图6g=540MPa时的Mises应力分布(×10)图70=600MPa时的Mises应力分布(×10) 1:5.6,2:5.2,3:4.7,4:43,5:34, 1:0.2,2:5.8,3:5.3,4:4.8,5:4.3, 6:3.4,7:2.9 6:3.8,7:3.3 由上面的计算结果可以看到，在钨合金的组织结构中，如果出现钨颗粒与钨颗粒的直接 接触，无论在什么位置对钨合金性能都是很有害的.如果这种缺陷出现在模型中心附近的等 效位置，则在拉伸过程中将直接成为裂纹源；如果出现在模型左上角或右下角的等效位置，则 将使钨颗粒中形成更大的压应力，使钨颗粒更易解理按照上述的计算结果，钨合金拉伸变形 时最危险区域在粘结相中，且位于与模型中心附近等效位置，实际钨合金断口包含大量的钨

￾ ￾￾ ￾ 北 京 科 技 大 学 学 报 ￾￾￾￾年 第￾期 式 中 ， 口￾， ￾￾， 吼分别 为 ￾个 主 应力 ￾ 图 ￾是 ￾ ￾ ￾￾ ￾￾￾拉 伸载荷作 用 下 的 腼 ￾￾ 应力 等值线 图 ￾ 可见最大 的 诵 ￾￾ 应力位 于钨 颗粒 中 ， 在粘结相 中处在 与模型 中心 附近等效位置 的 诵 ￾￾ 应力最 大 ￾ 此 时钨 颗粒 尚未 屈 服 ， 粘 结相 中刚 刚开 始 出现 小 范围屈 服 区 ￾ 随拉伸载荷增 加 ， 粘 结相 中屈服 区增大 ￾如 图 ￾ ， 当拉伸载荷 为 ￾￾ ￾￾￾ 时粘结相 几乎全部屈 服 ， 同时钨颗粒 中也 出现大 面积屈服 区 ￾ 圈 ￾味刃方向正应力分且凡 等值 统圈 ￾沪 ￾￾￾￾￾￾￾ ， ￾ ￾￾ ’ ￾￾￾ ￾ ￾ ， ￾￾￾ ￾ ￾ ，￾￾￾￾ ， ￾￾￾ ￾￾ ， ￾￾￾ ￾ ￾ ， ￾￾一 ￾ ￾ ￾ ， ￾￾一 ￾ ￾ ￾ ， ￾￾一 ￾ ￾￾ ， ￾￾一 ￾ ￾ ￾ ， ￾￾￾一 ￾ ￾￾ ， ￾￾￾一 ￾ 一￾ ， ￾￾￾一 ￾￾ 图 ￾￾方向正应力分且凡等值 线图 ￾庐，￾￾￾￾￾￾ ， ￾ ￾￾￾ 卜 ￾￾ ， ￾ ￾￾￾ ￾ ￾ ， ￾￾ ￾ 一 ￾ ￾￾ ， ￾￾￾ 一￾ ， ￾￾￾￾ ， ￾￾￾ ￾￾ ， ， ￾￾￾ ￾ ￾ ， ￾￾￾ ￾ ￾ ， ￾￾￾￾ ￾￾ ， ￾￾￾￾ ￾￾ ， ￾￾￾￾ ￾ ￾ ， ￾￾￾￾ ￾￾ ， 图 ￾剪切应力分且苏等值 线图 ￾沪，￾，￾￾￾￾ ， 义 ￾￾￾ ￾￾￾ ￾￾ ， ￾￾￾ ￾ ￾ ， ￾￾￾ ￾￾ ， ￾￾￾ ￾ ￾ ， ￾￾￾ ￾￾ ， ￾￾￾ 一￾ ， ￾￾￾ ￾ ￾ ， ￾￾￾ ￾ ￾ ， ￾￾一 ￾ ￾ ￾￾ ， ￾￾￾一 ￾￾ ， ￾￾￾一 ￾ ￾￾ 沁撇 ︸声 ￾叹 ￾，‘，‘ ￾ ￾ 图￾ ￾￾￾￾￾￾￾时的￾￾￾￾￾应力分布￾￾ ￾￾￾￾ ￾ ￾ ￾ ￾ ￾ ， ￾￾￾￾ ， ￾￾￾ ￾ ￾ ， ￾￾￾￾ ， ￾￾￾ ￾￾ ， ￾￾￾ ￾￾ ， ￾￾￾ ￾ ￾ 图 ￾厂￾￾￾￾￾￾时的￾￾￾应 ￾分布 ￾￾ 一￾￾￾ ￾￾￾ ￾￾ ， ￾￾￾ ￾￾ ， ￾￾￾ ￾￾ ， ￾￾￾ ￾￾ ， ￾￾￾ ￾￾ ， ￾￾￾ ￾ ￾ ， ￾￾￾ ￾￾ 由上 面 的计算结果 可 以 看到 ， 在 钨合金 的组 织 结构 中 ， 如果 出现 钨颗粒 与钨颗粒 的直接 接触 ， 无论 在 什 么位置 对钨合 金性 能都是 很有 害 的 ￾ 如果 这 种 缺 陷 出现在 模 型 中心 附近 的等 效位置 ， 则 在拉 伸过程 中将直 接成 为裂纹 源 ￾如果 出现在模 型左上 角或右下角 的等效位置 ， 则 将使钨颗粒 中形 成更 大 的压应力 ， 使钨颗粒更 易解理 ￾ 按照 上述 的计算结果 ， 钨合金拉 伸变形 时最危 险 区域 在 粘 结相 中 ， 且 位 于 与模 型 中心 附近 等效位置 ￾ 实际钨合金 断 口 包含大 量 的钨

Vol.19 No.6 黄继华等：钨合金变形微观力学行为的计算机数值模拟 ·549· 颗粒解理面，而且性能越好（强度高、延伸率大）钨颗粒解理所占断口分数越大)这主要是因 为随着粘结相中屈服区扩大或撕裂，钨颗粒中将承受越来越大的压应力， 3结论 (I)钨合金拉伸变形时，拉伸方向最大正应力和Mss最大应力均分布在钨颗粒中，同时 钨颗粒还将受到垂直于拉伸方向的压应力， (2)最大剪应力分布在粘结相中.拉伸过程中，与模型中心附近等效区域的粘结相最先 进人塑性状态，且随载荷增加，塑性区扩大，应力在钨颗粒中集中， 参考文献 1黄继华，周国安，赖和怡，等.近十年高比重钨合金强韧化研究动态.兵器材料科学与工程，1991,9：38 2 Bao G.Tamesh K T.Plastic Flow of A Tungsten-based Composite under Quasi-Static Compression. Acta metall,1993,41(9):2711 3 Rabin B H,German R M.Characteristics of Liquid Phase Sintered Tungsten Heavy Alloys.Metallur- gical Transactions,1988,19A:1523 4 Woodward R L,Mcdonald I G,Gunner A.Comparative Structure and Physical Properties of W-Ni-Fe Alloys Containing 95%and 25%Tungsten.J of Mat Sci Letters,1986,5(3):413 5长春汽车材料研究所.机械工程材料手册.北京：冶金工业出版社，1992.201 6李青云.稀有金属材料加工手册.北京：冶金工业出版社，1984.195 7 Churm K S,GermanR M.Fracture Behavior of W-Ni-Fe Heavy Alloys.Metallurgical Transactions, 1984,15A:331 Computer Numerical Simulation of Micro-mechanical Behavior of Tungsten Heavy Alloys Huang Jihua Chen Hao Cao Zhiwei Zhou Guoan Materials Science and Engineering School.UST Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT A microstructure model of tungsten heavy alloys has been developed.On the basis of the model,the micro-mechanical behavior of tungsten heavy alloys under tensile deformation has been analyzed by computer numerical simulation with finite element method (FEM).The results show that the maximum stress is in the tensile direc- tion and the maximum Mises stress is in tungsten grains,and there is a compressive stress in them,which is perpendicular to the tensile direction.The maximum shear stress and the first plastic flow in tungsten heavy alloys take place in matrix under tensile defor- mation.As the tensile deformation increases,the stress concentrates onto tungsten grains. KEY WORDS tungsten heavy alloy,micro-mechanical behavior,computer numerical simu- la-tion,matrix phase

￾￾￾ ￾ ￾￾ ￾￾ ￾ ￾ 黄继 华等 ￾ 钨合金 变形微观力学行 为的计算机数值模拟 ￾ ￾￾￾ ￾ 颗粒解理 面 ， 而且 性 能越 好 ￾强 度 高 、 延 伸率 大 ￾钨颗粒解 理 所 占断 口 分 数越大￾ ￾ 这 主要是 因 为随着粘结相 中屈 服 区扩 大 或撕裂 ， 钨颗粒 中将承 受越来越大 的压应力 ￾ ￾ 结论 ￾ 钨合金 拉伸变形 时 ， 拉伸方 向最大 正应力和 腼 ￾￾ 最大应力均分布在 钨颗粒 中 ， 同时 钨颗粒还将受到垂 直于 拉伸方 向的压应力 ￾ ￾￾ 最 大 剪 应力 分 布 在 粘 结 相 中 ￾ 拉 伸 过 程 中 ， 与模 型 中心 附 近 等效 区 域 的粘 结相 最 先 进人 塑性状态 ， 且 随载荷增加 ， 塑性 区扩大 ， 应力在钨颗粒 中集 中 ￾ 参 考 文 献 ￾ 黄继华 ， 周 国安 ， 赖和怡 ， 等 ￾ 近 十年高 比重钨合金强 韧化研究 动态 ￾ 兵器材料科学 与工程 ， ￾￾￾￾ ， ￾ ￾ ￾ ￾￾￾ ￾ ， ￾￾ ￾￾￾ ￾ ￾ ￾ ￾￾￾￾￾ ￾￾￾ ￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾ ￾￾￾ ￾￾￾ ￾￾￾￾￾ ￾￾￾ 一￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾ ￾￾ ￾￾￾￾ ， ￾￾￾￾ ， ￾￾￾￾￾ ￾ ￾￾￾￾ ￾ ￾巨￾￾￾ ￾ ￾ ， 仪￾￾ ￾ ￾ ￾ ￾￾￾住比 ￾￾￾石￾￾ ￾￾ ￾￾￾过￾ ￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾ ￾￾￾￾ ￾ ￾七￾￾￾ ￾￾￾￾ ￾片田￾￾￾￾￾， ￾￾￾￾ ， ￾￾￾ ￾ ￾￾￾￾ ￾ ￾以记￾￾川 ￾ ￾ ， ￾七￾ ￾￾￾ ￾ ￾ ， ￾泊朋￾￾ ￾ ￾ 伪￾￾剐盆￾￾￾ ￾￾刀￾￾￾￾ ￾￾ ￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾ ￾￾ ￾ 一 瓦 一 ￾ ￾￾￾ ￾ ￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾ ￾￾ ￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾ ￾ ￾ ￾￾￾￾￾ ￾￾￾址￾￾ ， ￾￾￾￾ ， ￾￾￾￾ ￾ ￾￾￾ ￾ 长春汽车材料研究所 ￾ 机械工程材料手册 ￾ 北京 ￾ 冶金工 业 出版社 ， ￾￾￾￾ ￾ ￾￾ ￾ 李青云 ￾ 稀有金属材料加工手册 ￾ 北京 ￾ 冶金工 业 出版社 ， ￾￾￾ ￾ ￾￾ ￾ ￾￾ ￾ ￾ ， 众￾￾￾ ￾ ￾ ￾￾￾￾￾￾℃ ￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾ ￾ 一 冲 一 ￾ ￾￾￾ ￾￾￾￾￾ ￾ ￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾巧 ￾￾￾￾ ， ￾￾￾￾ ， ￾￾￾ ￾ ￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾一 ￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾ 劲袱“￾￾ ￾￾￾￾ ￾ ￾￾ ￾￾’王￾ ￾ ￾ 助￾￾￾￾ 及￾￾ ￾￾￾￾￾ ￾￾￾ ￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾ ￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾ ， ￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾ ， ￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾ ， ￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾ ￾ 而￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾ ￾￾ ￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾ ￾￾￾￾￾ ￾￾ ￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾ ￾￾ ￾ ￾￾￾￾ ￾￾ ￾ ￾￾ ￾￾ ， ￾￾ ￾￾￾￾ 一￾￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾ ￾￾￾￾ ￾￾￾ ￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾ ￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾ ￾￾￾￾￾ ￾￾ ￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾ ￾￾￾ ￾￾￾￾ ￾￾ ￾￾￾￾ ￾￾￾ ￾ ￾ ￾ ￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾ ￾￾￾ ￾￾ ￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾ ￾￾ ￾￾ ￾￾ ￾￾￾￾￾ ￾￾ ￾￾ ￾￾￾ ￾￾ ￾ ￾￾￾￾￾ 腼 ￾￾￾ ￾￾ ￾￾ ￾￾ ￾￾ ￾￾￾￾￾￾ ￾而￾￾， ￾￾ ￾￾ ￾￾ ￾ ￾￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾ ￾￾ ￾￾ ， ￾￾￾￾ ￾￾ ￾￾￾姆￾￾￾￾￾￾￾ ￾ ￾￾ ￾￾￾￾￾ ￾￾ ￾￾￾￾ ￾ ￾ ￾ ￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾ ￾￾￾￾ ￾￾ ￾ ￾￾￾ ￾￾￾￾ ￾￾￾ ￾￾ ￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾ ￾ ￾ ￾￾￾￾ ￾￾ ￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾ ￾ ￾￾ ￾￾ ￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾ ￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾， ￾ ￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾ ￾￾￾￾￾ ￾￾ ￾￾ ￾ ￾￾￾ ￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾ ， ￾￾￾￾ 一 ￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾， ￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾ ￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾ ￾ ￾￾￾ ， ￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾