Dynamic response of WC-Ni power

Abstract

Dynamic behavior of WC-Ni system powder, containing 9 wt.% Ni, was investigated. From medium strain rates, the Spilt Hopkinson Pressure Bar (SHPB) method was selected. The design of the Hopkinson bar experiment was modified in order to study the stress and strain states as well as the sound speed in the powder during the dynamic loading. The powder specimen was confined in a sleeve and was loaded by mean of Hopkinson bars in order to get the axial stress and the strain in the sample. Hoop strain gauge was glued in a confining sleeve allowing the deduction of the radial stress in the specimen. To investigate the WC-9Ni powder behavior at high strain rates a multiple target setup was designed. In this case, the Hugoniot properties were measured under a planar shock wave by using a gas-gun. The multiple target was specially designed to hold 3 specimens. From the SHPB compression tests a particular behavior was observed during the dynamic compaction, wherein two phases were identified but the effects were not well recognized.

Este trabalho teve principal objetivo estudar o comportamento dinâmico do sistema WC-Ni, Ni = 9%pd, sob a forma de pó. Para taxas médias de deformação utilizou-se a técnica experimental Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB). Os resultados obtidos, no que concerne os estados de tensão e de deformação, assim como a velocidade do som no pó durante a ação de uma carga dinâmica, foram conseguidos por modificação da conceção da SHPB. Após colocação da amostra em pó num tubo, este foi comprimido por ação das barras de Hopkinson. Conseguiu obter-se a tensão e a deformação axial na amostra WC-9Ni. Foi ainda necessário colocar um extensómetro na direção circunferencial do tubo contendo o material de forma a estimar-se o valor de tensão radial na amostra. Para taxas elevadas de deformação, as propriedades de Hugoniot do material em pó foram avaliadas por onda de choque plana utilizando um canhão de gás. Para tal projetou-se uma configuração de alvos múltiplos de modo a conter três grupos de amostras. A partir dos ensaios de compressão SHPB observou-se um comportamento dinâmico particular do sistema WC-9Ni, tendo sido identificadas duas fases. As causas para tal comportamento permanecem por esclarecer.