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42CrMo钢属于中碳高强度合金钢,作为高速列车车轴等构件的原材料,是负担列车质量的关键部件。在运行中承受冲击和旋转弯曲等多项复杂应力以及恶劣的工作环境。作为列车运行至关重要的部件,车轴材料除了考虑承受正常的设计载荷外,在当前形势下更需要考虑冲击载荷的作用。本文包括采用RPL100设备完成材料的准静态压缩实验;采用MTS-858微力拉扭试验机完成材料的准静态拉伸实验;采用分离式霍普金森压杆设备(SHPB)完成材料的冲击压缩实验;采用分离式霍普金森拉杆设备(SHTB)完成材料的冲击拉伸实验;采用Zeiss Axio Scope.Al.光镜完成42CrMo钢不同加载应变率下的微观组织观察实验。实验结果表明,42CrMo钢,作为典型的BCC金属材料,在宽应变率范围内具有典型的高应变率及温度敏感性,同时在冲击加载实验中,出现绝热剪切的变形机制,对材料塑性变形产生重要作用。针对材料在冲击实验中显示的高应变率相关性,采用位错理论对42CrMo钢变形机理进行解释,并改进了 Zerilli-Armstrong模型,引入绝热温升软化项,因为Zerilli-Armstrong模型本身在应变硬化率上的独立性,使得改进后模型,在表征材料应变硬化、温度软化以及应变率效应时可以很好的耦合。为了验证改进的Zerilli-Armstrong模型的合理性和适用性,分别采用不考虑绝热温升的Zerilli-Armstrong模型和引入考虑绝热温升这一不容忽视因素的Zerilli-Armstrong模型,参数优化后获得的理论曲线与冲击实验结果进行比较。得出改进的Zerilli-Armstrong模型,可以很好地描述及预测不同应变率下42CrMo钢的流动应力。针对42CrMo钢材料显示出的典型BCC金属特性,采用热激活位错理论对材料塑性变形机理进行解释,认为造成准静态到动态力学性能不同的原因在于,不同的滑移系开动条件以及Peierls势垒的高率敏感性。对基于晶体塑性理论的本构模型进行了研究,结合BCC金属塑性变形机理,在剪切变形率演化中引入宏观应变率项,在硬化演化中引入绝热温升软化项。经验证,模型对模拟多晶下准静态实验结果体现出很好适应性,同时,模拟多晶下冲击实验结果也能很好体现应变率效应及热软化效应。