DYNAMIC STRENGTH AND STRAIN RATE EFFECTS ON FRACTURE BEHAVIOR OF TUNGSTEN AND TUNGSTEN ALLOYS

Résumé
On a réalisé une analyse de la dépendance de la relation contrainte-déformation vis a vis de la vitesse de déformation, de la tension d'écaillage, et du comportement en rupture dynamique de W pur, de W-26Re, W-Ni-Fe- et de W-Ni-Fe-Co. La contrainte d'écaillage est mesurée à partir d'essais d'impacts symétriques ; elle augmente et passe de 0.4 GPa pour le W à 3.8 GPa pour l'alliage 90W-7Ni-3Fe. Cette variation est accompagnée d'un changement du mode de rupture, en clivage pour le W pur, puis d'un mode avec mélange de ruptures granulaire et intergranulaire pour les alliages. Les essais de compressions realisés sur une gamme de vitesses de déformation allant de 10^-3 à 3000 s^-l montrent que le tungstène pur est très sensible à la vitesse de déformation et manifeste très peu d'écrouissage. Au contraire, les alliages W-26Re et W-Ni-Fe-Co sont fortement écrouissables dans toute la gamme.

Abstract
An investigation of the stress-strain response as a function of strain rate, spall strength, and dynamic fracture behavior of pure W, W-26Re, W-Ni- Fe and W-Ni-Fe-Co has been performed. Spall strength measurements, obtained in symmetric-impact tests, showed an increase in spall strength from 0.4 GPa for pure tungsten to 3.8 GPa for 90W-7Ni-3Fe. Concurrent with the increase in spall strength was a change in fracture mode from cleavage (for pure W) to a mixture of transgranular and intergranular fracture for the alloyed systems. Compression testing performed at strain rates from 10^-3 s^-1 to 3000 s^-1 showed that pure tungsten exhibits a large strain rate sensitivity and almost no work hardening at tested strain rates. In contrast, W-26Re and W-Ni -Fe-Co displayed significant work hardening at all strain rates.