al3.7cu1.6mg合金的斷裂韌性和疲勞性能的研究

1、中圖分類號——UDC——碩士學(xué)位論文學(xué)校代碼lQ533密級公玨AI一37Cu16Mg合金的斷裂韌性和疲勞性能的研究StudyOilthefracturetoughnessandfatigueofAI一37Cu16Mgalloy作者姓名：學(xué)科專業(yè)：研究方向：學(xué)院(系、所)：指導(dǎo)教師：夏琳燕材料學(xué)鋁合金材料學(xué)院劉志義教授論文答辯日期絲!!：絲2答辯委員會主席中南大學(xué)二0～三年回月蟲直太堂亟坐僮監(jiān)塞揎鐾摘要A1一Cu—Mg合金的強度、斷裂及耐

2、疲勞損傷行為與熱處理工藝及其微觀組織演變密切相關(guān)，本文以A137Cu一16Mg合金為研究對象，研究了固溶制度、形變熱處理及時效制度對合金室溫拉伸性能、斷裂韌性及疲勞性能的影響，并通過XRD、EBSD、TEM、SEM等手段分析了熱處理過程中合金組織的演變規(guī)律，旨在優(yōu)化熱處理工藝，獲得高強耐損傷組織，從而提高合金的綜合力學(xué)性能。得出如下結(jié)論：(1)495℃／lh515。C／lh雙級固溶處理的A137Cu—16Mg合金的室溫拉伸性能和抗疲勞性

3、能顯著提高，但合金的電導(dǎo)率降低，這主要是由于過剩相的充分溶解使得溶質(zhì)原子濃度增大，合金固溶體過飽和程度提高導(dǎo)致的。(2)對固溶淬火態(tài)A137Cu16Mg合金進(jìn)行預(yù)拉伸處理，因引入大量位錯，可顯著提高其自然時效態(tài)的硬度，同時抑制GPB區(qū)的形成，降低時效硬化速率，延長峰時效時間。預(yù)拉伸變形量為5％和10％時，合金自然時效后的屈服強度比無變形合金分別提高了571VIPa和121MPa，但抗拉強度變化不大，且延伸率降低。(3)預(yù)拉伸變形量的增加

4、導(dǎo)致合金的斷裂韌性降低。未預(yù)變形合金的斷裂韌性最高，為297MPa‘m2；合金中引入5％和10％預(yù)變形后，合金的斷裂韌性分別降為276MPam2和269MPa‘m2。三種不同預(yù)變形量的斷裂韌性試樣的裂紋類型均為張開型，斷口顯示斷裂類型為穿晶韌窩型斷裂，且隨著預(yù)變形程度的提高，斷口上韌窩的深度和直徑逐漸減小，這表明試樣消耗的變形功越來越小，斷裂韌性不斷降低，也對應(yīng)了斷裂韌性值的變化趨勢。(4)未預(yù)變形A137Cu16Mg合金中主要以001

5、立方織構(gòu)為主，引入5％和10％預(yù)拉伸變形后，出現(xiàn)了211銅型織構(gòu)、001旋轉(zhuǎn)立方織構(gòu)和123S型織構(gòu)，但織構(gòu)的整體強度降低。預(yù)變形對自然時效態(tài)合金內(nèi)部晶粒取向差的影響較小，但顯著提高了自然時效態(tài)合金的疲勞裂紋擴展速率。合金經(jīng)170℃／30min人工欠時效后，獲得比自然時效態(tài)更大尺寸的GPB區(qū)組織，從而消除了預(yù)變形對疲勞性能的不利影響，提高了疲勞抗力，疲勞裂紋擴展速率降低。關(guān)鍵詞：Al一37Cu16Mg合金，雙級固溶，預(yù)拉伸變形，拉伸性能