Al-7.5Zn-2Mg-2Cu-0.2Sc-0.1Er合金低温疲劳变形与断裂行为
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Al-7.5Zn-2Mg-2Cu-0.2Sc-0.1Er合金低温疲劳变形与断裂行为  

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作  者:贺腾博

机构地区:沈阳工业大学

摘  要:铝合金材料的室温疲劳性能的研究已经非常深入和广泛,对于低温环境下铝合金的疲劳变形行为的研究很少,对于低温条件下铝合金疲劳变形过程中合金的微观结构、变形机制等仍不清楚。本课题以含Sc,Er的Al-Zn-Mg-Cu系铝合金为实验材料,研究了单级时效、双级时效以及回归再时效处理Al-7.5Zn-2Mg-2Cu-0.2Sc-0.1Er合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率及经回归再时效处理Al-7.5Zn-2Mg-2Cu-0.2Sc-0.1Er合金在室温和-15℃、-30℃的温度条件下的疲劳变形行为。分析了低温环境对Al-Zn-Mg-Cu系铝合金低周疲劳行为的影响;重点研究了合金在低温环境疲劳变形过程中的疲劳变形机制。分析了低温疲劳变形过程中合金内部的微观结构的变化及其对合金低温疲劳变形行为的影响。室温拉伸实验结果表明,经过单级时效、双级时效以及回归再时效处理后,Al-7.5Zn-2Mg-2Cu-0.2Sc-0.1Er合金的抗拉强度和屈服强度均有明显地提高。三种时效处理工艺中,经回归再时效态的Al-7.5Zn-2Mg-2Cu-0.2Sc-0.1Er合金的内部时效析出相尺寸最为细小,强化效果最好,峰时效时合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为682.2MPa、650.9MPa和12.3%。室温和低温低周疲劳实验结果表明,在相同外加总应变幅控制的低周疲劳加载条件下,经回归再时效处理的Al-7.5Zn-2Mg-2Cu-0.2Sc-0.1Er合金在室温、-15℃和-30℃的温度环境下均表现出循环稳定的循环应力响应行为。室温、-15℃和-30℃温度下,随着温度的降低,Al-7.5Zn-2Mg-2Cu-0.2Sc-0.1Er合金的疲劳寿命大幅度降低。在相同外加总应变幅控制的低周疲劳加载条件下,回归再时效处理后的Al-7.5Zn-2Mg-2Cu-0.2Sc-0.1Er合金的塑性应变幅、弹性应变幅与断裂时的载荷反向周次分别服从Coffin-Manson和Basquin公式。在室温、-15℃和-30℃温度环境下的合金的疲劳裂纹均以穿晶方式萌生于疲劳试样表面,并以穿晶方式�

关 键 词:AL-ZN-MG-CU系铝合金 显微组织 拉伸性能 低温疲劳 

分 类 号:TG146.21[金属学及工艺—金属材料;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学]

 

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