高強(qiáng)高韌7050鋁合金厚板的疲勞與斷裂行為研究.pdf

1、7050鋁合金具有較高的強(qiáng)度、較好的斷裂韌性、較滿意的抗應(yīng)力腐蝕性能和良好的淬透性，是目前綜合性能很好的鋁合金之一。在同時(shí)要求具有高強(qiáng)度、抗應(yīng)力腐蝕和斷裂性能的航空材料場(chǎng)合，7050鋁合金是第一選擇。
　　本論文采用拉伸力學(xué)性能測(cè)試、疲勞壽命試驗(yàn)、裂紋擴(kuò)展速率測(cè)試以及斷裂韌性測(cè)試，利用金相顯微鏡、透射電子顯微分析(TEM)、掃描電子顯微分析(SEM)以及EBSD觀察，研究了不同熱處理狀態(tài)(T6、T74、RRA)和不同厚度(35mm

2、和160mm)下7050鋁合金厚板的微觀組織、疲勞特性、疲勞裂紋擴(kuò)展速率以及該合金的斷裂韌性。得出的結(jié)論如下:
　　1.RRA態(tài)合金晶內(nèi)為彌散可切過的粒子，和T6峰時(shí)效態(tài)合金相似。晶界析出相在回歸階段持續(xù)長大，最終晶界微觀組織和T74過時(shí)效態(tài)合金相似，PFZ寬度小于T74態(tài)。熱處理制度對(duì)7050鋁合金厚板的力學(xué)性能有重要的影響，RRA回歸再時(shí)效、T6峰時(shí)效、T74過時(shí)效三種熱處理狀態(tài)下的拉伸強(qiáng)度的高低次序?yàn)?T74＜T6＜RRA，

3、RRA態(tài)與T6態(tài)試樣的力學(xué)性能相差不大。
　　2.7050-T74鋁合金厚板的疲勞強(qiáng)度為260MPa。應(yīng)力幅值越大，裂紋源距材料的自由表面越近，無輝紋區(qū)域的面積也越小;裂紋擴(kuò)展區(qū)中疲勞輝紋的間距、裂紋擴(kuò)展速率以及疲勞斷口上瞬斷區(qū)占總斷面面積的比例也越大。
　　3.RRA態(tài)7050鋁合金裂紋傾向于晶內(nèi)曲折擴(kuò)展，其疲勞裂紋擴(kuò)展抗性高于T74態(tài)試樣。160mm7050鋁合金板材再結(jié)晶程度高，晶粒粗大，雖強(qiáng)度較低，但疲勞裂紋擴(kuò)展速率

4、顯著低于35mm板材。合金板材在同一厚度處，其裂紋擴(kuò)展速率具有明顯的各向異性，T-L取向的裂紋擴(kuò)展速率明顯大于L-T取向的裂紋擴(kuò)展速率。應(yīng)力比R對(duì)疲勞裂紋擴(kuò)展行為有顯著影響:較高應(yīng)力比下的疲勞裂紋擴(kuò)展速率要高于較小應(yīng)力比下的疲勞裂紋擴(kuò)展速率，前者有較小的疲勞裂紋門檻值且在較低的ΔK下裂紋擴(kuò)展進(jìn)入快速斷裂階段。
　　4.過時(shí)效狀態(tài)7050鋁合金的斷裂方式以粗大第二相粒子引起的韌窩斷裂為主。粗大的第二相惡化合金的斷裂韌性，在斷裂過程中