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丝材电弧增材制造高氮钢的剪切力学性能研究
来源: | 作者:佚名 | 发布时间: 2023-07-26 | 91 次浏览:100 | 分享到:

为了研究丝材电弧增材制造技术(WAAM)对高氮钢剪切力学性能的影响,本文对3D打印高氮钢的帽形压剪试样在0.002/s~15000/s应变率下进行了剪切实验,研究了WAAM高氮钢的剪切力学行为。

试样与方法:材料为丝材电弧增材制造的高氮钢,由于WAAM加工工艺中具有各向异性,对材料在三个相互正交的方向上进行取样。为了防止加载过程中剪切试样失稳造成剪切区应力状态发生改变,使用限位槽对剪切试件进行约束,保证试件在断裂前剪切区应力状态均接近于纯剪状态。结果与分析:准静态剪切试验WAAM高氮钢准静态剪切试验结果,WAAM高氮钢的在剪切力学性能上具有各项异性。其中在13面上的剪切屈服强度与峰值强度低,其他两个方向上的剪切屈服强度与峰值强度相差不大。动态剪切实验结果随着应变率的增加,三个方向上的剪切试样均表现出了应变率强化的效应,并且剪切屈服强度的差异也随着应变率的增加而增加。高应变率下由于两侧剪切区材料强度有所差异,名义剪应力-剪应变曲线会出现双峰。破坏模式在准静态剪切下剪切断面有大量韧窝呈现出韧性断裂模式,随着应变率升高韧窝尺寸和深度减小,此时断裂模式为脆性断裂。结论:WAAM高氮钢在剪切试验中变现出明显的各向异性,并且随着应变率升高剪切各向异性也更加明显,在低应变率下试样断裂模式为韧性断裂,随着应变率升高断裂模式随之转换为脆性断裂。