真空环境下过时效态2A12合金的疲劳行为

在真空拉-压疲劳试验机上对过时效态2A12合金的疲劳行为进行了研究,并利用扫描电镜分析了真空对疲劳断口形貌的影响.结果表明:真空环境中疲劳寿命明显提高;在低循环应力下,真空环境中的疲劳断裂循环次数比室温大气环境中高近3倍;室温大气和真空环境下的疲劳断口均为穿晶断口,断口中均出现疲劳条纹、台阶和韧窝,且在低循环应力下,疲劳条纹出现的区域较多,但真空环境下疲劳断口中的台阶高度较低,疲劳条纹与韧窝较细小.     

室温大气环境下不同时效态2A12合金的疲劳行为

在拉-压疲劳试验机上对室温大气环境下欠时效态、峰时效态、过时效态和自然时效态2A12合金的疲劳行为进行研究,并采用扫描电镜(SEM)分析室温大气环境下不同时效态对疲劳断口形貌的影响.结果表明:在室温大气环境下,四种时效态2A12合金的疲劳断裂循环次数均随着循环应力的减小而明显增加.循环应力水平越低,疲劳寿命提高越明显;各时效态的疲劳断口均为穿晶断口.断口中均出现疲劳条纹、台阶和韧窝,并在较低循环应力下,疲劳条纹出现的区域较多;欠时效态和峰时效态断口上还可观察到轮胎花样.自然时效态表现出最好的疲劳裂纹扩展阻力,其次是欠时效态、峰时效态,过时效态的疲劳裂纹扩展阻力最低.对室温大气环境下各时效态2A12合金疲劳行为进行了讨论.     

真空环境下峰时效态2A12合金的疲劳行为

在低温真空拉-压疲劳试验机上对峰时效态2A12合金的疲劳行为进行了研究,并采用扫描电镜(SEM)分析了真空对疲劳断口形貌的影响.结果表明,真空使疲劳寿命提高,疲劳曲线右移.在低循环应力时,真空环境中的疲劳断裂次数可比室温大气环境中的多2至3倍.真空和室温大气环境下的疲劳断口均为穿晶断口.在室温大气疲劳断口上可观察到轮胎花样与疲劳条纹.在低循环应力时出现疲劳条纹的区域增多.真空环境下极少出现轮胎花样与疲劳条纹.对真空影响峰时效态2A12合金疲劳行为的原因进行了讨论.     

真空环境下欠时效态2A12合金的疲劳行为

在低温真空拉-压疲劳试验机上对欠时效态2A12合金的疲劳行为进行了研究,并采用扫描电镜(SEM)分析了真空环境对疲劳断口形貌的影响.结果表明,真空环境使疲劳寿命提高,疲劳曲线右移.在低循环应力时,真空环境中的疲劳断裂次数可比室温大气环境中的多一个数量级.真空和室温大气环境下的疲劳断口均为穿晶断口.在室温大气疲劳断口上可观察到轮胎花样与疲劳条纹.疲劳条纹在低循环应力时出现疲劳条纹的区域增多,真空环境下极少出现轮胎花样与疲劳条纹.文中对真空环境影响欠时效态2A12合金疲劳行为的原因进行了讨论.     

真空环境下欠时效态2A12合金的疲劳行为

在低温真空拉-压疲劳试验机上对欠时效态2A12合金的疲劳行为进行了研究,并采用扫描电镜(SEM)分析了真空环境对疲劳断口形貌的影响.结果表明,真空环境使疲劳寿命提高,疲劳曲线右移.在低循环应力时,真空环境中的疲劳断裂次数可比室温大气环境中的多一个数量级.真空和室温大气环境下的疲劳断口均为穿晶断口.在室温大气疲劳断口上可观察到轮胎花样与疲劳条纹.疲劳条纹在低循环应力时出现疲劳条纹的区域增多,真空环境下极少出现轮胎花样与疲劳条纹.文中对真空环境影响欠时效态2A12合金疲劳行为的原因进行了讨论.     

室温大气环境下峰时效态3J21合金疲劳行为

在MTS万能实验机上对室温大气环境下峰时效态3J21合金的疲劳行为进行研究,并采用扫描电镜(SEM)对宏观断口及微观断口进行分析。结果表明,峰时效态3J21合金的疲劳裂纹主要呈穿晶扩展,沿晶扩展的所占比例较小,疲劳裂纹萌生寿命较低,扩展路径比较平直,扩展速率较大,裂纹扩展抗力较小,疲劳寿命较低;峰时效态3J21合金疲劳断口由疲劳源、疲劳裂纹扩展区和瞬断区组成。在低速扩展区,峰时效态断口呈现冰糖状花样,在中速扩展区未看到长的疲劳条纹,仅发现个别细且短小的疲劳条纹,瞬断区可观察到二次裂纹、准解理和韧窝。     

不同时效态3J21合金疲劳行为

在MTS万能实验机上对室温大气环境下欠时效态、峰时效态和过时效态3J21合金的疲劳行为进行研究,并采用扫描电镜(SEM)对宏观断口及微观断口进行分析.结果表明:不同时效态疲劳裂纹均呈穿晶扩展,欠时效态3J21合金疲劳裂纹萌生寿命最长,扩展途径比较曲折,扩展速率最小,表现出最大的疲劳裂纹扩展抗力,疲劳寿命最长.而过时效态3J21合金的疲劳裂纹萌生寿命最短,沿晶扩展的比例增加,扩展途径相对平直,扩展速率最大,裂纹扩展抗力最小,疲劳寿命最低;峰时效态合金介于两者之间.不同时效态的疲劳断口均由疲劳源、疲劳裂纹扩展区和瞬断区组成.在低速扩展区,欠时效态断口呈现小平面,峰时效态和过时效态断口呈现冰糖状花样,在中速扩展区均未看到长的疲劳条纹,仅发现个别细小的疲劳条纹.     

室温大气环境下过时效状态3J21合金拉伸性能

在万能拉伸试验机上对室温大气环境下过时效态3J21合金的拉伸性能进行研究,并采用金相显微镜对过时效态金相组织及物相进行分析,采用TEN对固溶态、过时效态试样及拉伸断口附近形变的显微组织进行分析,采用扫描电镜（SEN）对拉伸断口进行观察。结果表明室温大气环境下,过时效态3J21合金的抗拉强度和屈服强度较低,延伸率较大;过时效态合金的拉伸断口为韧窝断口,断口上滑移线之间的距离较大。文中对室温大气环境下过时效态对3J21合金拉伸性能的影响进行了讨论。     

室温大气环境下过时效态3J21合金疲劳行为

在MTS万能实验机上对室温大气环境下过时效态3J21合金的疲劳行为进行研究,并采用扫描电镜(SEM)对宏观断口及微观断口进行分析.结果表明,过时效态3J21合金的疲劳裂纹呈穿晶扩展和沿晶扩展,且沿晶扩展的比例较大,疲劳裂纹萌生寿命短,扩展途径相对平直,扩展速率大,裂纹扩展抗力小,疲劳寿命低;过时效态3J21合金疲劳断口...     

不同温度环境下Al–7Zn–2.5Mg–2.0Cu–0.1Zr–0.2Sc合金的力学行为研究

目的 研究不同时效时间对Al–7Zn–2.5Mg–2.0Cu–0.1Zr–0.2Sc合金强度的影响,以及室温和-40℃这2种温度环境对该合金疲劳行为的影响。方法 在不同时效时间下对Al–7Zn–2.5Mg–2.0Cu–0.1Zr–0.2Sc合金进行热处理,并采用透射电镜观察其显微结构以解释不同时效时间下强度变化的原因。在不同外加总应变幅的条件下,对T6态该合金进行低周疲劳实验,对比研究Al–7Zn–2.5Mg–2.0Cu–0.1Zr–0.2Sc合金在不同温度环境下的低周疲劳行为。结果 随着时效时间的延长,不同温度环境下Al–7Zn–2.5Mg–2.0Cu–0.1Zr–0.2Sc合金的屈服强度和抗拉强度都先升高后降低,-40℃环境下的屈服强度和抗拉强度均高于室温环境下的。在低应变幅时,合金的循环应力响应行为特征总体呈稳定趋势,在高应变幅时,合金的循环应力响应行为先表现为循环稳定特征,后表现为循环硬化特征。同一应变幅下,-40℃环境下合金的循环应力幅值高于室温环境下的,而合金的低周疲劳寿命则随着温度的降低而下降。此外,在室温和-40℃低周疲劳加载条件下,疲劳变形机制为平面滑移机制。当应变幅...     

3Al2O3.2SiO2f／ZL109复合材料和ZL109合金的高温低周疲劳行为

探索了莫来石结构硅酸铝短纤维增强的ＺＬ１０９复合材料（ＭＭＣ）和ＺＬ１０９合金在５７３Ｋ的高温低周疲劳行为，研究发现，在同样的断裂循环周次下，前者的疲劳抗力低于后者，观察表明，ＭＭＣ与ＺＬ１０９的疲劳断口上都存在着大量韧度ＺＬ１０９的断口上有少量的硅相解理，ＭＭＣ断口上有纤维断裂和脱粘的现象，没有观察到疲劳辉纹，两者的疲劳断 微孔在第二相（硅相，纤维和析出相）与基体的介面形核然后长大并连接。     

国产与进口5083-H116铝合金微观组织及疲劳裂纹扩展速率研究

研究了国产与进口5083-H116态铝合金轧制薄板材（厚度3 mm）的微观组织及其疲劳裂纹扩展行为。结果表明,国产与进口5083铝合金化学成分均满足相应标准要求。国产与进口5083铝合金显微组织均存在较多的粗大第二相,但后者的数量更多;相对于国产合金,进口合金晶粒尺寸更加细小、分布更加均匀。沿板材横、纵向,国产合金的抗拉强度和屈服强度皆高于进口合金,而延伸率相反。进口合金的疲劳裂纹扩展速率低于国产合金,在ΔK=15 MPa·m^1/2时,其裂纹扩展速率降低了32%以上。疲劳断口皆呈3个典型区域：裂纹萌生区均出现疲劳辉纹,相对于进口合金,国产合金较平坦且存在分层现象;稳态扩展区皆有明显疲劳辉纹,辉纹间距分别为0.405 5μm和0.282 3μm;瞬断区内,进口合金具有数量更多、尺寸更小的韧窝。     

2A12铝合金的多轴加载疲劳行为

采用SDN100/1000电液伺服拉扭复合疲劳试验机对2A12铝合金进行多关键参数的多轴疲劳性能研究,通过对断口的微观分析探究疲劳失效机理。结果表明:等效应力加载条件下,随拉扭相位差的增加疲劳寿命降低,0°相位差下断面裂纹源区能观察到轮胎状、鱼骨状以及钟乳石状的特殊形貌,裂纹扩展区存在二次裂纹和模糊的疲劳条带;分别改变拉、扭平均应力,多轴疲劳寿命均降低,裂纹源区能看到白色絮状的氧化物,瞬断区存在二次裂纹和剪切型韧窝;不同加载波形条件下,正弦波对应最长的多轴疲劳寿命,三角波次之,方波时最短且体现出最大的结构耗能。低-高两级加载条件下,材料产生"锻炼效应"。     

Low‐cycle fatigue behavior of a newly developed cast aluminum alloy for automotive applications

The drive for increasing fuel efficiency and decreasing anthropogenic greenhouse effect via lightweighting leads to the development of several new Al alloys. The effect of Mn and Fe addition on the microstructure of Al‐Mg‐Si alloy in as‐cast condition was investigated. The mechanical properties including strain‐controlled low‐cycle fatigue characteristics were evaluated. The microstructure of the as‐cast alloy consisted of globular primary α‐Al phase and characteristic Mg₂Si‐containing eutectic structure, along with Al₈(Fe,Mn)₂Si particles randomly distributed in the matrix. Relative to several commercial alloys including A319 cast alloy, the present alloy exhibited superior tensile properties without trade‐off in elongation and improved fatigue life due to the unique microstructure with fine grains and random textures. The as‐cast alloy possessed yield stress, ultimate tensile strength, and elongation of about 185 MPa, 304 MPa, and 6.3%, respectively. The stress‐strain hysteresis loops were symmetrical and approximately followed Masing behavior. The fatigue life of the as‐cast alloy was attained to be higher than that of several commercial cast and wrought Al alloys. Cyclic hardening occurred at higher strain amplitudes from 0.3% to 0.8%, while cyclic stabilization sustained at lower strain amplitudes of ≤0.2%. Examination of fractured surfaces revealed that fatigue crack initiated from the specimen surface/near‐surface, and crack propagation occurred mainly in the formation of fatigue striations.     

Zur thermischen Ermüdung der Magnesium‐Basislegierung AZ91

Thermal fatigue of magnesium‐base alloy AZ91 Thermal fatigue tests of the magnesium‐base alloy AZ91 were carried out under total strain control and out‐of‐phase‐loading conditions in a temperature range between ‐50°C and +190°C. Specimens produced by a vacuum die casting process were loaded under constant total strain and uniaxial homogeneous stress. To simulate the influence of different mean stresses, experiments were started at different temperature levels, e.g. the lower, mean or upper temperature of the thermal cycle. The thermal fatigue behavior is described by the resulting stress amplitudes, plastic strain amplitudes and mean stresses as a function of the number of thermal loading cycles. Depending on the maximum temperature and the number of loading cycles, cyclic softening as well as cyclic hardening behavior is observed. Due to the complex interaction of deformation, recovery and recrystallization processes and as a consequence of the individual temperature and deformation history, thermal fatigue processes of the material investigated cannot be assessed using results of isothermal experiments alone. The upper temperatures or the resp. temperature amplitudes determine the total fatigue lifetime.