7xxx系鋁合金斷裂性能與微合金化的研究.pdf

1、7xxx系鋁合金具有高的比強(qiáng)度和剛度、易加工、較好的抗應(yīng)力腐蝕能力等特性，在飛機(jī)關(guān)鍵部件上得以應(yīng)用。本文的研究內(nèi)容作為863高技術(shù)研究項(xiàng)目研究內(nèi)容的一部分，主要以7075-T651鋁合金為基礎(chǔ)來探究熱處理后7xxx系高強(qiáng)鋁合金的疲勞斷裂性能，附帶進(jìn)行拉伸斷裂性能的測試，并使用掃描電子顯微鏡觀察其斷口形貌，分析疲勞斷裂機(jī)理；同時(shí)為了改善7xxx系鋁合金的斷裂性能，又以7055鋁合金為研究對象，通過添加稀土Y，采用坩堝爐熔煉，借助金相分析、

2、X—射線衍射分析、掃描電子顯微鏡分析以及力學(xué)性能測試等分析手段，來研究稀土Y對于7055合金微觀組織和力學(xué)性能的影響機(jī)理。為日后本課題后序7xxx系鋁合金的斷裂研究打好基礎(chǔ)。 研究表明：合金非軋向拉伸斷裂有著準(zhǔn)解理和韌窩斷裂的混合特征。疲勞試驗(yàn)的S—N曲線沒有水平部分，只是隨著應(yīng)力的降低，循環(huán)周次不斷增大，估算的疲勞極限為223MPa。疲勞裂紋都萌生于合金表面或內(nèi)部夾雜缺陷處，裂紋擴(kuò)展中產(chǎn)生大量疲勞輝紋，同時(shí)觀察到輪胎花樣，疲勞

3、臺(tái)階，二次裂紋等其它一些疲勞特征。疲勞瞬斷區(qū)都具有靜拉伸斷口的微觀特征，表現(xiàn)為脆性和延性的混合斷裂。合金當(dāng)中的析出相粒子對合金的疲勞性能都產(chǎn)生一定影響。具體而言，粗大的析出相粒子可能會(huì)導(dǎo)致裂紋萌生，而細(xì)小彌散分布的微小析出相和對合金的疲勞性能的有著積極的影響。7055合金微合金化結(jié)果表明：將稀土元素Y加入7055合金當(dāng)中可以形成YAl3與Al6Cu6Y等化合物相。Y加入到7055合金后雖然犧牲較少的拉伸強(qiáng)度和硬度，卻大幅提高了合金的韌性