粗晶纯Al在预疲劳变形过程中的力学性能研究-论文.pdf

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1、VO1．35NO．6铸造技术Jun．2014FOUNDRYTECHNOL0GY·ll73·粗晶纯Al在预疲劳变形过程中的力学性能研究杨光春(攀枝花学院机械工程学院，四川攀枝花617000)摘要：研究了粗晶纯Al在预疲劳变形后的显微结构和力学性能。结果表明，材料微裂纹晶界处向相邻晶粒发展。大量裂纹的存在使得粗晶纯Al的均匀伸长率和抗拉强度降低。预疲劳后单向拉伸断口形貌主要由剪切唇和纤维区构成，并且断口处存在撕裂痕迹。关键词：预疲劳变形；断口形貌；力学性能中图分类号：TG113文献标识码：A文章编号：

2、1000．8365(2014)06．1173。03MechanicalPropertiesofCoarse-grainPureAIinPre-fatigueDeformationProcessYANGGuangchun(PanzhihuaInstitute，MechanicalEngineering。Institute，Panzhihua617000，China)Abstract：Themicrostructuresandmechanicalpropertiesofcoarse-grainpure

3、A1afterpre·fatiguedeformationwereinvestigated．TheresultsshowthatthecracksofthematerialextendfromgrainboundarytOneighboringgrain．Theuniformelongationandtensiles~engthofthepureA1decreaseduetotheexistenceofalargeamountofcracks．Andthe：fracturemorphologyaf

4、terpre—fatigueismainlymadeofshearlipandfiberregi‘on，andtheteartracepresen~atthefractureplace．Keywords：pre-fatiguedeformation；fracturemorphology；mechanicalproperties金属的内部结构的不均匀造成应力的不平衡和75％。分别选取拉伸试样和预疲劳后的试样，制传递，局部区域会形成应力集中区[1]。而且．金属内作成做透射电镜样品。观察其表面形貌。采用

5、扫描电部缺陷中还包含有许多微裂纹。在力的持续作用镜观察试样的断口形貌和表面特征。下，裂纹会变得越来越大。与此同时，材料中能够传2实验结果及分析递应力的区域越来越少。直至剩余区域不能再继续传递负载时，金属构件就会全部毁坏翻。因此，材料图1为粗晶纯Al在不同疲劳分数下预疲劳后的抗疲劳损伤性能成为人们研究的重点[3]。有文献的表面形貌。可以看出，在疲劳分数为2％时，粗晶报导[4]，预变形处理对粗晶纯Al的抗疲劳性有重要纯Al晶界处非常规整，存在波纹状滑移线，具有多影响。本文研究了预变形后粗晶纯A1的力学

6、性能滑移的特征，如图l(a)～(c)所示。当疲劳分数为5％和表面变形特征时．粗晶纯Al晶界粗糙，能更加清晰的观察到滑移带如图1fd)所示。这是因为塑性应变的积累随着疲1实验方法劳寿命分数的增加而提高，滑移带的侵入和挤出程以初始晶粒粗大且不均匀的Al锭为研究对象．度不断变大．晶界与滑移带相交导致粗糙度变大，滑将冷轧后的试样进行退火处理。退火工艺为：355℃移带变得清晰。当疲劳分数为20％时，试样有微裂保温25min。一将退火后的试样切割成预疲劳实验所纹萌生，同时可以观察到微孔洞的存在，如图1(e)和

7、需尺寸，再将预疲劳后的试样切割成一定尺寸的拉(D所示。当疲劳分数为50％时，试样晶内裂纹数目伸试样，在万能试验机上进行单向拉伸试验。在电增加，有扭折产生，部分晶界处产生了微裂纹，如图液疲劳试验机上进行对称拉．压疲劳实验，用D来1(g)和(h)所示。产生这种现象的原因是随着变形程表示预疲劳变形量，计算公式为：预疲劳周期数／疲度的不均匀，晶内应力更加集中．微裂纹的尺寸和数劳总寿命：预疲劳变形量。实验选取的预疲劳变形目明显增加。当疲劳分数为75％时，试样三叉晶界量(以下简称疲劳分数)分别为2％、5％、2

8、0％、50％节点处产生裂纹，微裂纹数目增加，如图1(i)所示。相邻晶粒变形的不协调使得晶界处应力高度集中，收稿日期：2013．12．11微裂纹由晶界处开始向相邻晶粒发展。作者简介：杨光春(1967一)，四川西充人，硕士，副教授．研究方向在变形晶粒中位错的交互作用是决定粗晶纯金属材料机械性能．电话：13088367026．E-mail：zcbbaomax6@sina．tomA1抗拉强度的主要因素。图2为粗晶纯Al在不同