不同晶粒度無(wú)氧銅管在爆轟加載下的膨脹及斷裂特性*

沈 飛，王 輝，屈可朋，張 皋

（西安近代化學(xué)研究所，陜西 西安 710065）

圓筒試驗(yàn)是用于評(píng)估炸藥作功能力及確定爆轟產(chǎn)物狀態(tài)方程的常用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)，為了確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性或獲取更充分的試驗(yàn)信息，一般要求銅管直徑增至初始直徑的3 倍時(shí)，其壁面不能發(fā)生貫穿性破裂[1]，這對(duì)銅管的材質(zhì)性能及加工工藝均提出了較高的要求。銅管的材料一般選用經(jīng)退火處理的無(wú)氧銅，其中，無(wú)氧銅的晶粒度作為銅管延展性能的重要影響因素之一，在材質(zhì)選擇和處理過(guò)程中受到密切關(guān)注，LANL 實(shí)驗(yàn)室曾針對(duì)25 mm 標(biāo)準(zhǔn)銅管建議平均晶粒尺寸為25～30 μm。目前，無(wú)氧銅的晶粒細(xì)化主要是通過(guò)對(duì)棒料進(jìn)行二次鍛造實(shí)現(xiàn)，工藝較為復(fù)雜，尤其是對(duì)于大尺寸銅管所需的棒料，其加工難度較大，有時(shí)存在明顯的粗晶或晶粒不均勻現(xiàn)象，那么這種無(wú)氧銅加工成的銅管是否能滿足圓筒試驗(yàn)要求，還需要從兩個(gè)方面進(jìn)行分析，即晶粒度對(duì)銅管斷裂過(guò)程和炸藥驅(qū)動(dòng)性能表征參量的影響。

粗晶或晶粒不均勻一般會(huì)導(dǎo)致材料拉伸過(guò)程中的損傷增加[2-3]，更易形成裂紋或斷裂，但在銅管的膨脹過(guò)程中，材料性能與爆炸加載應(yīng)力存在相互耦合作用，并共同決定著管壁的斷裂表現(xiàn)[4]，因此，判斷這種銅管的斷裂直徑是否能達(dá)到初始直徑的3 倍，還需要相應(yīng)的試驗(yàn)驗(yàn)證。而目前關(guān)于這方面的試驗(yàn)研究主要針對(duì)鋼、鋁合金等材質(zhì)的管狀結(jié)構(gòu)[5-6]或不滿足圓筒試驗(yàn)相似準(zhǔn)則的銅管結(jié)構(gòu)[7-10]，其試驗(yàn)結(jié)果難以借鑒。另一方面，無(wú)氧銅的晶粒尺寸增大時(shí)，高應(yīng)變率下的流動(dòng)應(yīng)力及應(yīng)變能有時(shí)相對(duì)偏低[11]，可能會(huì)造成炸藥驅(qū)動(dòng)性能表征參量（如，比動(dòng)能、格尼速度等）發(fā)生明顯的變化，但是否會(huì)對(duì)圓筒試驗(yàn)結(jié)果造成顯著影響，還需要進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)驗(yàn)證。

鑒于此，本研究采用兩種具有不同晶粒度的軟態(tài)無(wú)氧銅，加工成25 mm 圓筒試驗(yàn)用的標(biāo)準(zhǔn)銅管，通過(guò)高速掃描方法分析JO-159 炸藥爆轟加載下兩種銅管的膨脹位移、比動(dòng)能等曲線的差異；采用分幅相機(jī)觀察銅管的斷裂過(guò)程，分析兩種銅管斷裂直徑、斷裂方式等方面差異，以期能為圓筒試驗(yàn)用銅管的材質(zhì)選擇及加工工藝改進(jìn)提供參考。

1 試 樣

1.1 無(wú)氧銅管

采用中鋁洛陽(yáng)銅業(yè)有限公司生產(chǎn)的一號(hào)無(wú)氧銅TU1（GB5231-2001）棒料作為原材料，該材料經(jīng)真空退火處理，其密度為8.94 g/cm3，其金相結(jié)構(gòu)如圖1（a）所示，可以看出，該無(wú)氧銅材料晶粒較粗，大部分的晶粒尺寸處于100～300 μm 范圍內(nèi)，且形狀不規(guī)則。作為對(duì)比，對(duì)該類棒料進(jìn)行二次鍛造加工，并再次進(jìn)行退火處理，其材料的金相結(jié)構(gòu)如圖1（b）所示，其平均晶粒度為20～30 μm。將這兩種棒料加工成25 mm 圓筒試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)銅管，其內(nèi)徑為25 mm，外徑為30 mm，長(zhǎng)度為300 mm，通過(guò)工業(yè)CT 掃描，均未發(fā)現(xiàn)明顯裂紋或缺陷。

圖1 TU1 無(wú)氧銅的金相組織Fig.1 Metallographic structure of TU1 oxygen-free copper

1.2 炸藥

由于一般認(rèn)為金屬材料的斷裂應(yīng)變等參量受應(yīng)變率影響較大，而在銅管膨脹過(guò)程中，其膨脹速率越高，則應(yīng)變率越大，因此，本研究中選擇在銅管內(nèi)裝填驅(qū)動(dòng)能力較強(qiáng)的JO-159 炸藥[12]。該炸藥的成分中HMX 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%，將其壓制成12 個(gè)25 mm×25 mm 的藥柱，密度為1.835 g/cm3。試驗(yàn)前，將藥柱依次裝入銅管后，在銅管的兩個(gè)端面各粘接一個(gè)電探針，以便在試驗(yàn)中獲取炸藥在銅管中的平均爆速，然后在起爆端粘接一個(gè)25 mm 起爆藥柱。

2 銅管膨脹過(guò)程的測(cè)量及分析

2.1 兩種銅管膨脹曲線的差異

表征炸藥驅(qū)動(dòng)性能的比動(dòng)能、格尼速度等參量主要是根據(jù)銅管膨脹位移曲線計(jì)算所獲，因此，這里首先通過(guò)狹縫掃描試驗(yàn)對(duì)比兩種不同晶粒度無(wú)氧銅管的膨脹軌跡。試驗(yàn)主要由狹縫觀測(cè)銅管某一橫截面的直徑變化，其布局如圖2 所示，對(duì)于25 mm 圓筒試驗(yàn)，則該橫截面距離起爆端200 mm，采用SJZ-15 型轉(zhuǎn)鏡式高速掃描相機(jī)進(jìn)行觀測(cè)，掃描速度設(shè)定為3 mm/μs。

圖3 為粗晶無(wú)氧銅管膨脹過(guò)程的掃描試驗(yàn)底片，可通過(guò)判讀黑白分界線的坐標(biāo)獲得銅管外表面的徑向位移隨時(shí)間的變化歷程，其中，橫坐標(biāo)與相機(jī)掃描速度的比值即為時(shí)間值，縱坐標(biāo)則對(duì)應(yīng)著銅管外壁的徑向位移。此外，根據(jù)掃描試驗(yàn)的底片有時(shí)也能看出管壁的斷裂位置，這主要是由于溢出的產(chǎn)物具有較高的速度，使得圖像的邊界跡線出現(xiàn)一定程度的突躍，尤其是在管壁膨脹的早期和中期，該突躍現(xiàn)象尤為明顯[7]。圖3 中的邊界跡線較為光滑，這說(shuō)明該時(shí)間段銅管斷裂的可能性較小，因此其試驗(yàn)數(shù)據(jù)可認(rèn)為是有效的。

圖2 狹縫掃描試驗(yàn)布局圖Fig. 2 Scanning test layout

圖3 粗晶銅管的掃描試驗(yàn)底片F(xiàn)ig. 3 Scanning test film of copper tube with coarse grains

通過(guò)對(duì)兩種銅管的掃描試驗(yàn)底片進(jìn)行數(shù)字化判讀，可獲得銅管外表面的徑向位移隨時(shí)間t 的變化曲線，如圖4 所示，可以看出，這兩種銅管膨脹曲線的整體差異較小。為了深入對(duì)比銅管比動(dòng)能等參量的差異，這里暫不討論銅管的具體斷裂位置，可先根據(jù)圓筒試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法[13-14]進(jìn)行分析。該數(shù)據(jù)處理方法的主要流程包括：（1）假定銅管的橫截面積不變，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為銅管質(zhì)量中心面的徑向位移數(shù)據(jù)，并按照特定的公式進(jìn)行擬合處理；（2）計(jì)算銅管質(zhì)量中心面的徑向速度（3）結(jié)合銅管壁不同方向運(yùn)動(dòng)速度的幾何關(guān)系，獲得其質(zhì)點(diǎn)速度，然后進(jìn)一步計(jì)算出表征炸藥驅(qū)動(dòng)性能的銅管比動(dòng)能等參量。

圖5 為兩種銅管比動(dòng)能的變化曲線，可以看出，粗晶銅管的比動(dòng)能相比細(xì)晶銅管略高。=6.0，12.5，19.0 mm 三個(gè)位置（分別對(duì)應(yīng)爆轟產(chǎn)物相對(duì)比容V=2.2，4.4，7.0 的狀態(tài)，可分別描述高壓、中壓及低壓作用階段的特征）的數(shù)據(jù)顯示，在這三處，兩種銅管的比動(dòng)能相對(duì)偏差分別為0.64%、0.52%、0.55%，均處于較小的范圍內(nèi)。而對(duì)于炸藥格尼速度的差異，結(jié)合裝填比和V=7.0 時(shí)的值，可計(jì)算出由細(xì)晶和粗晶銅管所獲的該炸藥格尼速度值分別為2.940 和2.948 mm/μs。雖然該試驗(yàn)結(jié)果反映出相同炸藥爆轟加載下這兩種銅管的比動(dòng)能及格尼速度差異較小，甚至可以忽略，但考慮到試驗(yàn)過(guò)程及數(shù)據(jù)判讀時(shí)存在一定的誤差，還不能直接確定兩種銅管比動(dòng)能的偏差范圍，因此，這里通過(guò)分析銅管變形能與動(dòng)能的比值以估算兩種銅管試驗(yàn)數(shù)據(jù)的偏差上限。

圖4 兩種銅管的 曲線Fig. 4 curves of copper tubeswith different grain sizes

圖5 兩種銅管的 曲線Fig. 5 curves of copper tubes with different grain sizes

2.2 銅管變形能對(duì)炸藥驅(qū)動(dòng)性能表征參量的影響

常用于表征炸藥驅(qū)動(dòng)性能的銅管比動(dòng)能、格尼速度等參量?jī)H考慮爆轟轉(zhuǎn)換的動(dòng)能，未包括銅管的應(yīng)變能、絕熱壓縮后的熱能損耗等。銅材的晶粒尺寸增大后，銅管的變形能可能會(huì)隨之減小[11]，但若銅管的變形能與動(dòng)能的比值較小，則兩種銅管的試驗(yàn)數(shù)據(jù)不會(huì)有顯著差異，更不會(huì)影響炸藥驅(qū)動(dòng)性能的比對(duì)與評(píng)價(jià)。

式中：D 為炸藥的爆速，單位為 mm/μs。該試驗(yàn)所裝填的JO-159 藥柱的爆速為8.76 mm/μs，則≈1.69。由于目前在公開(kāi)報(bào)道的文獻(xiàn)中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)針對(duì)不同晶粒度退火無(wú)氧銅在高應(yīng)變率拉伸過(guò)程的和的值，因此，這里暫不考慮晶粒度的影響，僅采用文獻(xiàn)[16] 中的相應(yīng)參數(shù)值（即Y0=0.049 GPa，Ymax=0.26 GPa）分析銅管應(yīng)變能的變化過(guò)程。此外，銅管的應(yīng)變范圍較大，結(jié)合公式（1）可以計(jì)算出，當(dāng)應(yīng)變達(dá)到臨界值（即時(shí)，流動(dòng)應(yīng)力達(dá)到最大值，那么單位體積銅管的應(yīng)變能計(jì)算式可寫(xiě)為

而單位質(zhì)量銅管的變形能與動(dòng)能之間的比值可表示為

基于細(xì)晶銅管膨脹過(guò)程的掃描試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并結(jié)合式（3）和（4）可分別計(jì)算出曲線，如圖6 所示。從圖中可以看出，隨著銅管膨脹位移的增大，均呈遞增趨勢(shì)；在V=2.2，4.4，7.0 三個(gè)特征位置，處于0.7%～1.5%范圍，這說(shuō)明銅管的變形能與動(dòng)能的比值處于較小的范圍，因此，可認(rèn)為圖5 中兩種晶粒度銅管的比動(dòng)能偏差范圍是基本合理的。當(dāng)然，若炸藥的作功能力有所降低，則值可能有所增大，以密度為1.63 g/cm3的TNT 為例，V=7.0 時(shí)的比動(dòng)能約為JO-159 的60%[12]，則可以估算出，此時(shí)≈2.5%。考慮到兩種晶粒度銅材在同種工況下的應(yīng)變能相差20%～30%[11]，則對(duì)于大多數(shù)高能炸藥，兩種銅管的比動(dòng)能偏差可能不會(huì)超過(guò)1%。

圖6 銅 管 的 曲 線Fig. 6 Curves of η-Δre

3 銅管斷裂特性及分析

3.1 兩種晶粒度銅管斷裂特性的差異

掃描試驗(yàn)中，雖然可以根據(jù)邊界線是否存在“突躍點(diǎn)”來(lái)判斷銅管的斷裂位置，但僅適用于膨脹早期或中期，無(wú)法判斷銅管在膨脹后期的具體斷裂位置，更不可能判斷出不同晶粒度銅管的具體斷裂方式和斷裂過(guò)程，難以為銅管材質(zhì)選擇和處理提供借鑒。因此，這里采用分幅觀測(cè)試驗(yàn)分析兩種晶粒度銅管的斷裂過(guò)程。

該試驗(yàn)采用SJZ-15 型轉(zhuǎn)鏡式高速分幅相機(jī)觀測(cè)銅管的表面，并將銅管距離起爆端200 mm位置置于相機(jī)視場(chǎng)的中心，以便與狹縫掃描試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。分幅觀測(cè)試驗(yàn)的布局如圖7所示，為了提升成像質(zhì)量，試驗(yàn)時(shí)采用兩發(fā)氬氣彈從不同的方向?qū)︺~管進(jìn)行同步照明，但布局時(shí)應(yīng)控制氬氣彈與銅管之間的距離，避免氬氣彈的強(qiáng)光直接進(jìn)入相機(jī)視場(chǎng)。試驗(yàn)時(shí)，分幅相機(jī)的攝影頻率設(shè)置為5×105s-1。

圖7 分幅觀測(cè)試驗(yàn)布局圖Fig. 7 Framing observation test layout

銅管膨脹時(shí)間一般為數(shù)十微秒，在膨脹的早、中期一般不會(huì)出現(xiàn)明顯的裂紋，因此，重點(diǎn)關(guān)注膨脹的中后期。為了更明顯地看出銅管在不同時(shí)刻的變化，這里取裂紋擴(kuò)展過(guò)程幾個(gè)典型時(shí)刻的圖片，如圖8所示。結(jié)合圖中紅色虛直線可以看出，在JO-159 爆轟加載下，粗晶和細(xì)晶銅管被觀測(cè)截面從開(kāi)始膨脹至斷裂分別約經(jīng)歷21 μs 和28 μs。結(jié)合圖4 可以看出，21 μs 時(shí)刻對(duì)應(yīng)的膨脹位移約為35 mm，而28 μs時(shí)刻已超過(guò)圖4 的顯示范圍，由于JO-159 炸藥為理想炸藥，銅管膨脹后期的速度基本不再增加，即銅管膨脹后期的曲線近似為線性，因此將其進(jìn)行相應(yīng)地延伸則可確定出28 μs 時(shí)刻對(duì)應(yīng)的約為47 mm。從而可進(jìn)一步計(jì)算出粗晶和細(xì)晶銅管的真實(shí)斷裂應(yīng)變分別約為0.77 和0.93，所對(duì)應(yīng)的銅管壁厚分別為0.69 和0.56 mm。這表明細(xì)晶銅管的延展性較粗晶銅管有了顯著提升，但粗晶銅管的斷裂直徑也達(dá)到了初始直徑的3 倍，滿足圓筒試驗(yàn)的基本要求。

對(duì)于兩種銅管的斷裂過(guò)程，雖然其裂紋的形成主要是由于銅管壁厚減少至一定程度后，變形過(guò)程不穩(wěn)定，引起局部應(yīng)力集中和溫升，進(jìn)而形成頸縮，但從圖8 中可以看出，兩種銅管的裂紋擴(kuò)展和分布有明顯差異。圖8（a）顯示，當(dāng)粗晶銅管接近斷裂應(yīng)變時(shí)，其表面出現(xiàn)較多隨機(jī)分布的孔洞（如圖中紅色橢圓圈內(nèi)所示），由于孔洞周圍易出現(xiàn)應(yīng)力集中，且孔洞之間的距離較近，使得這些孔洞沒(méi)有出現(xiàn)明顯的孤立增長(zhǎng)趨勢(shì)，而是在孔洞間快速形成大量交錯(cuò)的連接裂紋，最終產(chǎn)生形狀各異的密集小碎片。而晶粒細(xì)化后，當(dāng)銅管膨脹了24 μs 時(shí)，其表面已出現(xiàn)了少量的孔洞（如圖8（b）的紅色虛直線上方所示）；隨著銅管的繼續(xù)膨脹，該孔洞呈孤立增長(zhǎng)趨勢(shì)（如圖中紅色圓圈內(nèi)所示），直至隨后而至的裂紋將其貫穿；同時(shí)，大量裂紋主要沿銅管母線快速擴(kuò)展，但不同區(qū)域的裂紋擴(kuò)展速度差異較大（圖中藍(lán)色橢圓圈標(biāo)示出了擴(kuò)展速度較快的裂紋），最終形成相對(duì)較寬的長(zhǎng)條狀破片?？紤]到銅管出現(xiàn)明顯的孔洞后，會(huì)造成產(chǎn)物的溢出，使得后續(xù)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)意義不大，因此，雖然細(xì)晶銅管的整體延展性明顯提升，但孔洞出現(xiàn)前的有效膨脹時(shí)間不足24 μs，此時(shí)≈40 mm，略大于粗晶銅管的最大有效膨脹距離。

圖8 不同晶粒度銅管膨脹過(guò)程的分幅攝影照片F(xiàn)ig. 8 Fractional photos of expansion process of copper tubes in different grain sizes

3.2 粗晶銅管裝填不同炸藥時(shí)斷裂特性的差異

雖然粗晶銅管可滿足作功能力較強(qiáng)的JO-159 炸藥的圓筒試驗(yàn)要求，但對(duì)于其他炸藥是否適用，且斷裂過(guò)程是否類似，還需要進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證，為此，這里對(duì)于裝填TNT 藥柱（密度為1.58 g/cm3）的工況進(jìn)行了分幅觀測(cè)試驗(yàn)，以對(duì)比分析其斷裂過(guò)程的差異。

從圖9 中可以看出，在TNT 爆轟加載下，粗晶銅管被觀測(cè)截面從開(kāi)始膨脹至發(fā)生斷裂約經(jīng)歷26 μs，結(jié)合掃描試驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知[12]，此時(shí)≈32 mm，略小于裝填JO-159 炸藥的工況，仍滿足圓筒試驗(yàn)的要求。此外，對(duì)比圖9 和圖8（a）可以發(fā)現(xiàn)，兩種工況中，裂紋形成之前均首先產(chǎn)生了隨機(jī)分布的孔洞，由于裂紋緊隨其后，使得這些孔洞均未出現(xiàn)明顯的孤立增長(zhǎng)趨勢(shì)。所不同的是，TNT 加載時(shí)的孔洞數(shù)量明顯減少，且孔洞間的距離相對(duì)增大，使得孔洞間交錯(cuò)裂紋的數(shù)量大幅度降低；此外，大部分裂紋主要沿銅管母線形成及擴(kuò)展，并最終形成條狀破片，但破片的寬度及長(zhǎng)度均小于圖8（b）所示工況。對(duì)于TNT 加載時(shí)孔洞數(shù)量減少的原因，可嘗試從粗晶粒無(wú)氧銅成核時(shí)斷裂強(qiáng)度的變化規(guī)律進(jìn)行分析，文獻(xiàn)[17]認(rèn)為銅的斷裂強(qiáng)度真實(shí)應(yīng)變率溫度存在如下關(guān)系：

對(duì)于銅管斷裂時(shí)的真實(shí)應(yīng)變率差異，考慮到銅管膨脹后期的速度差異較小，可以=30 mm 時(shí)為例進(jìn)行計(jì)算，此時(shí)TNT 和JO-159 加載下，銅管質(zhì)量中心面的速度分別約為1.40、1.84 mm/μs，則分別為4.7×104、6.1×104s-1。即TNT 加載下，裂紋臨近形成時(shí)，銅管的真實(shí)應(yīng)變率較JO-159 低23%，但的差異僅為5%左右，因此，真實(shí)應(yīng)變率的差異可能不是兩種炸藥加載下銅管斷裂過(guò)程和破片形狀發(fā)生顯著變化的主要原因。

圖9 粗晶銅管在TNT 加載下斷裂過(guò)程的分幅攝影照片F(xiàn)ig. 9 Fractional photos of expansion process of the copper tube with coarse grains under TNT detonation loading

銅管斷裂前的溫度主要由兩部分組成，即加載初期，銅管所受的高壓沖擊后產(chǎn)生的溫升，以及銅管膨脹過(guò)程中，應(yīng)變能轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的溫升。對(duì)于沖擊所致的溫升，需首先計(jì)算銅管所受的初始載荷，這可結(jié)合爆轟產(chǎn)物及銅管的p(u)曲線進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于滑移爆轟加載方式，其爆轟產(chǎn)物的p(u)為:[1]

式中：TNT 和JO-159 的多方指數(shù)γ 分別為3.11 和2.97[12]，爆速D 分別為6.87、8.76 mm/μs；爆壓為炸藥密度。銅管的p(u)為：

綜上分析認(rèn)為，真實(shí)應(yīng)變率和溫升可能均不足以造成兩種工況的斷裂過(guò)程出現(xiàn)明顯差異，那么最大的關(guān)注點(diǎn)則成為兩種工況下銅管所受壓力的差異。爆轟產(chǎn)物對(duì)銅管的作用力差異較大時(shí)，可能導(dǎo)致材料微觀結(jié)構(gòu)變化，進(jìn)而影響其斷裂行為，為此，采用掃描電鏡對(duì)兩種炸藥爆轟加載下的銅管斷口形貌進(jìn)行了觀測(cè)，如圖10 所示。

圖10 不同炸藥爆轟加載下的銅管斷口形貌Fig. 10 Fracture morphologies of the copper tube under detonation loading of different explosives

圖10（a）顯示，TNT 加載下，銅管斷口為韌窩和解理?xiàng)l紋的混合型斷口，表現(xiàn)出一定的韌性斷裂特征；而圖10（b）顯示，JO-159 加載后，銅管的斷口主要由解理?xiàng)l紋組成，未見(jiàn)韌窩出現(xiàn)，表明其脆性斷裂特征明顯?？梢?jiàn)，銅管所受初始?jí)毫τ?4.5 GPa 提升至26.5 GPa 后，誘導(dǎo)其斷裂模式發(fā)生了轉(zhuǎn)變，進(jìn)而導(dǎo)致其宏觀斷裂形態(tài)出現(xiàn)較大差異，但這方面的轉(zhuǎn)變機(jī)理還有待于進(jìn)一步研究。

從應(yīng)用方面看，大多數(shù)炸藥的猛度及作功能力處于TNT 及JO-159 的范圍內(nèi)，則粗晶銅管的斷裂狀況應(yīng)介于圖9 和圖8（a）之間，其最大有效膨脹位移也能大于30 mm，即斷裂直徑達(dá)到初始直徑的3 倍，基本滿足圓筒試驗(yàn)要求。

4 結(jié) 論

（1）由于標(biāo)準(zhǔn)銅管的變形能與動(dòng)能的比值較小，晶粒尺寸為100～300 μm 的粗晶無(wú)氧銅管與晶粒尺寸為20～30 μm 的細(xì)晶無(wú)氧銅管的比動(dòng)能相對(duì)偏差小于1%。

（2）JO-159 爆轟加載下，細(xì)晶銅管的整體延展性能較粗晶銅管明顯提升，其裂紋要沿母線擴(kuò)展，形成條狀破片；但裂紋形成之前，內(nèi)部少量缺陷成核后，會(huì)形成孤立增長(zhǎng)的孔洞，造成爆轟產(chǎn)物提前泄露，使得銅管的有效膨脹位移約為40 mm。

（3）粗晶銅管在JO-159 和TNT 加載下，其斷裂直徑均達(dá)到了初始直徑的3 倍，滿足圓筒試驗(yàn)的基本要求。兩種工況下的斷裂過(guò)程類似，均首先出現(xiàn)隨機(jī)分布的孔洞，但JO-159 加載時(shí)孔洞數(shù)量較多，且距離較近，使得孔洞間快速形成大量交錯(cuò)的裂紋，最終產(chǎn)生密集小碎片；而TNT 加載時(shí)，可能由于加載壓力大幅度降低，使得孔洞數(shù)量大幅減少，且距離增大，裂紋主要沿母線擴(kuò)展，形成條狀破片。