原位拉伸試驗研究表明撞擊誘發(fā)的微裂紋、微孔洞、絕熱剪切帶及孿晶界是主裂紋形核和擴展的主要路徑,大量缺陷的形成降低了材料抵抗繼續(xù)變形的能力。研究表明鋼彈/鎂靶碰撞副的成坑過程不同于鋁彈/鎂靶碰撞副。

鋁合金管路隨著撞擊速度的增加,鋼彈/鎂靶碰撞副形成的彈坑形貌經(jīng)歷了球冠形→半球形→圓柱形+半球形→半球形過渡,而鋁彈/鎂靶碰撞副在撞擊成坑過程中彈坑形貌由球冠形逐漸過渡到半球形。在彈道撞擊速度范圍內(nèi),彈坑深度是鋼彈/鎂靶碰撞副的主要侵徹形式,而彈坑體積是鋁彈/鎂靶碰撞副的主要侵徹形式。鋁合金管材通常是采用潤滑擠壓方法生產(chǎn)的。

由于在穿孔針上涂抹了潤滑劑 (一般是氣缸油與石墨的混合物 ) ,擠出的方鋁管管材內(nèi)表面上易產(chǎn)生縱向直條狀擦傷、螺旋紋狀擦傷、石墨壓入、成層、起皮等缺陷 ,嚴重時使產(chǎn)品報廢 。實踐證明 ,無潤滑穿孔針反而可以消除上述缺陷 ,提高管材質(zhì)量。但是 ,不加潤滑劑卻加大了金屬流動對穿孔針的拉力 ,引起斷針 ,不僅增加了工具消耗 ,還會影響生產(chǎn)的正常進行。

因此 ,減少斷針的發(fā)生 ,是實現(xiàn)無潤滑擠壓生產(chǎn)高質(zhì)量管材的關(guān)鍵 ,而合理確定工藝參數(shù)、特別是鑄錠長度 ,對減少斷針至關(guān)重要。然而,軸向試樣單向拉伸只能反映管材軸向的力學(xué)性能而無法反映管材的環(huán)向性能,而在內(nèi)高壓成形中鋁管管材主要以環(huán)向變形為主。

此基礎(chǔ)上人們提出了利用環(huán)向拉伸測試管材的力學(xué)性能,但是由于環(huán)向試樣與D型塊之間存在摩擦,所以測試得到強度往往偏高。常規(guī)的內(nèi)高壓成形中,通常忽略法向應(yīng)力而將管材假設(shè)在平面應(yīng)力狀態(tài)下發(fā)生變形,國內(nèi)外學(xué)者為了得到雙向應(yīng)力狀態(tài)下管材的應(yīng)力-應(yīng)變曲線對管材的液壓脹形進行了大量的研究。