Al-Cu合金定向凝固組織熱疲勞性能影響因素的研究.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)材料的使用要求日益增加，要求材料能夠在各種實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中有較好的性能。在實(shí)際應(yīng)用中，斷裂是機(jī)械零件和工程構(gòu)件的三種主要失效形式之一，造成的事故往往使生命和財(cái)產(chǎn)受到巨大的損失，而絕大多數(shù)斷裂由疲勞引起。定向凝固合金是伴隨著高溫合金的發(fā)展而逐漸發(fā)展起來(lái)的。定向凝固合金的使用很多都牽涉到高溫的環(huán)境，而疲勞斷裂是一大重要的使用隱患，因此對(duì)其熱疲勞性能的研究相當(dāng)迫切。而目前對(duì)Al-Cu定向凝固合金熱疲勞性能的研究進(jìn)行得很少，

2、系統(tǒng)的研究更加少見(jiàn)報(bào)道，因此，本課題具有相當(dāng)?shù)膶?shí)際研究?jī)r(jià)值。 本實(shí)驗(yàn)在接近材料實(shí)際工況的試驗(yàn)條件下，在自約束型熱疲勞試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行熱疲勞試驗(yàn)和熱疲勞裂紋萌生及擴(kuò)展規(guī)律的研究。以Al-Cu定向凝固合金為研究對(duì)象，通過(guò)光學(xué)顯微鏡、SEM以及熱疲勞試驗(yàn)等研究了Cu含量，稀土元素和過(guò)熱處理對(duì)Al-Cu定向凝固合金熱疲勞性能的影響以及熱疲勞裂紋萌生和擴(kuò)展的機(jī)制，模擬了試驗(yàn)的溫度場(chǎng)，并且分析了試樣的熱應(yīng)力分布。 選用帶預(yù)制裂紋的熱疲勞試

3、樣，以預(yù)制裂紋尖端為起始點(diǎn)，裂紋出現(xiàn)至長(zhǎng)度達(dá)到0.1mm為熱疲勞裂紋萌生階段；裂紋長(zhǎng)度大于0.1mm以后為熱疲勞裂紋擴(kuò)展階段。以熱疲勞裂紋長(zhǎng)度達(dá)到0.1mm所需冷熱循環(huán)次數(shù)即熱疲勞裂紋萌生壽命為標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定不同類(lèi)型合金對(duì)熱疲勞裂紋萌生的抗力；以相同循環(huán)次數(shù)下熱疲勞裂紋的長(zhǎng)度為標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定不同類(lèi)型合金對(duì)熱疲勞裂紋擴(kuò)展的抗力。 在本研究條件下，主要得出以下結(jié)論： Cu含量對(duì)Al-Cu定向凝固合金的熱疲勞性能有一定程度的影響，隨著Cu