新型高強(qiáng)韌鋁合金疲勞行為研究.pdf

1、為得到一種綜合力學(xué)性能優(yōu)良的新型高強(qiáng)韌鋁合金，以滿足高功率柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體對(duì)材料的要求，本文通過(guò)在鑄造Al-7Si-2．5Cu-0．3Mg-0．3Mn-0．2Zn合金中加入變質(zhì)劑和晶粒細(xì)化劑，研究了該合金的組織和力學(xué)性能，并與ZL702A合金進(jìn)行了比較；采用熱曝露的方法研究了不同熱曝露溫度下熱曝露時(shí)間對(duì)Al-7Si-2．5Cu-0．3Mg-0．3Mn-0．2Zn合金和ZL702A合金的力學(xué)性能和顯微組織影響；利用自制熱疲勞試驗(yàn)機(jī)測(cè)定了熱

2、疲勞裂紋長(zhǎng)度和擴(kuò)展速率，分析了Ti含量、Cu含量、Mg含量和變質(zhì)劑對(duì)熱疲勞性能的影響；通過(guò)疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)測(cè)出了Al-7Si-2．5Cu-0．3Mg-0．3Mn-0．2Zn合金疲勞極限和S-N曲線，并對(duì)疲勞壽命和疲勞強(qiáng)度的關(guān)系進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)果表明： Al-7Si-2．5Cu-0．3Mg-0．3Mn-0．2Zn合金加入A-5Ti-B進(jìn)行晶粒細(xì)化后，合金的力學(xué)性能明顯提高，當(dāng)Ti含量為0．2%時(shí)其力學(xué)性能最高。合金采用RE變質(zhì)后的力

3、學(xué)性能優(yōu)于Sr變質(zhì)。Al-7Si-2．5Cu-0．3Mg-0．3Mn-0．2Zn合金采用0．4%RE變質(zhì)后再經(jīng)0．2% Ti細(xì)化處理力學(xué)性能較ZL702A合金有顯著提高。 Al-7Si-2．5Cu-0．3Mg-0．3Mn-0．2Zn合金在熱曝露過(guò)程中，富銅相經(jīng)過(guò)θ"→θ'→θ的轉(zhuǎn)變過(guò)程。使得合金中的相結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，致使合金的強(qiáng)度下降。隨著熱曝露時(shí)間的增加，Al-7Si-2．5Cu-0．3Mg-0．3Mn-0．2Zn合金的Cu含

4、量高于ZL702A合金，它具有更好的耐熱性和高溫穩(wěn)定性。 通過(guò)變動(dòng)元素Cu、Mg的成分以及加入晶粒細(xì)化劑和變質(zhì)劑，合金的力學(xué)性能發(fā)生變化，熱疲勞性能也發(fā)生變化。由于合金塑性的提高，熱疲勞裂紋難以形成，裂紋擴(kuò)展速率減小。Ti含量為0．2%時(shí)該合金的熱疲勞抗力達(dá)到最大值；變質(zhì)后合金的熱疲勞抗力明顯提高，與0．03%Sr變質(zhì)效果相比，合金經(jīng)0．4%RE變質(zhì)后熱疲勞抗力高；隨著Cu、Mg含量的升高，Al-7Si-Cu-Mg0．3Mn-0