铝合金的低温机械性能评估

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1、2009年第2期低温工程No．22009总第168期CRYOGENICSSumNo．168铝合金的低温机械性能评估任彦孙金菊(西安交通大学能源与动力工程学院西安710049)摘要：基于多方面的数据资料，分析阐述了铝合金低温下机械性能的变化规律：随着温度的降低，铝合金屈服强度和抗拉强度有所增加，塑性和韧性有所提高，疲劳特性得到改善。评估了LD5铝合金低温下的机械性能，以及发生冷脆现象的可能性。研究表明：当LD5铝合金用于77K以上低温环境时，若构件最大应力小于LD5室温下的屈服强度，则构件的低温机械性能可以得到保证。关键词：LD5铝合金低温冷脆机械性能中图

2、分类号：TB64文献标识码：A文章编号：1000．6516(2009)02-0056-05EvaluationofmechanicalpropertiesforaluminumalloysinlowtemperatureRenYanSunJinju(SchoolofEnergyandPowerEngineering，Xi’8nJiaotongUniversity，Xi’an710049，China)Abstract：Basedonvariousdataandinformation，themechanicalpropertiesofaluminumallo

3、ysinlowtemperatureswereanalyzedandillustrated．Withthetemperaturedropping，theyieldstrengthandtensilestrengthofaluminumalloysincreased，theplasticity，toughnessandfatiguepropertyimproved．Theme—chanicalpropertiesandthebrittlepossibilityofLD5aluminumalloyinlowtemperaturewereevaluated．T

4、heinvestigationshowsthatwhentheLD5aluminumalloywasusedabove77Kandthemaximumstressofcom-ponentislessthantheyieldstrengthatroomtemperature，themechanicalpropertiesofthecomponentwillbesUstained．Keywords：LD5；aluminumalloy；lowtemperatures；coldbrittleness；mechanicalproperties发生低温冷脆转变。脆性

5、断裂经常是突然发生，迅速1引言扩展，会造成灾难性重大事故。缺乏专门的低温金属低温设备在航空、航天、超导技术以及民用工业材料知识和性能数据，将会造成选材和设计不当，在中得到日益广泛的应用，确保这些设备的安全运行至低温装备运行中将引发失效事故。关重要。其中低温金属材料的选取和设计是重要的铝合金材料具有密度低、无磁性、低温下合金相环节之一。稳定、在磁场中比电阻小、气密封性好、感应放射能衰低温金属材料机械性能与常温状态下相比有较减快等特性，因此越来越广泛的应用于低温领域。近大的差别，某些金属材料延性和韧度会急剧降低，即几十年来，国内外虽然已经积累了大量的铝合金低

6、温收稿日期：2008—12—17；修订日期：2009-02-27基金项目：国家863计划(课题编号2007AAO5Z202)支持。作者简介：任彦，男，23岁，硕士研究生。第2期铝合金的低温机械性能评估57机械性能研究资料，但针对LD5铝合金低温性能研究2．2屈服强度和抗拉强度的实验数据公开报道少，也只有少数国家拥有与中国金属在低温下的机械强度一般都比常温下大。LD5相对应的铝合金，如俄罗斯的AK6、美国的金属由于温度降低而发生脆性断裂，是因为其屈服强2031等，这使得材料应用人员选材时感到无据可依。度比抗拉强度随温度降低增加得更多，所以这些本文参考了大量

7、分散的数据资料，通过综合分材料在低温下达到其屈服点之前就可能断裂了。而析，阐述了铝合金低温下机械性能的变化规律(包括对于铝合金这样的面心立方晶格结构(Face-centered低温下屈服强度、抗拉强度、韧性、疲劳强度的变化CubicLattice)的合金，如表1所示，随温度降低，抗拉等)。初步评估了LD5铝合金低温下的机械性能，以强度的增加要比屈服强度的增加大的多，直至2OK及发生冷脆现象的可能性。抗拉强度才停止增加。因此，在20K以上低温范围内，铝合金不会因为屈服强度高于抗拉强度，导致2铝合金的低温机械性能由韧性状态向脆性状态的转变。就面心立方晶格结构

8、(Face—centeredCubicLat-表1铝合金在不同温度下的屈服tic