7075-T651铝合金疲劳特性研究

在不同的应力幅值下测试了7075-T651铝合金的疲劳寿命,拟合试验数据得到合金S-N曲线,估算疲劳极限为223MPa。用扫描电镜观察高低应力幅值下的疲劳试样断口,结果表明：合金的加工缺陷或粗大夹杂处往往为裂纹源,裂纹扩展伴随着小平面断裂的发生,高应力幅下疲劳裂纹扩展区出现犁沟和轮胎花样,而低应力幅下的疲劳裂纹扩展区中除有大量疲劳条带外,还出现了疲劳台阶和二次裂纹。合金的疲

第 3 0卷第 4期 21 0 0年 8月

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Vo. 0, No 4 13 . Au u t 2 0 g s 01

J RNAL OF AE OU RON AUT C T I AL MA ERI S AL

7 7 - 6 1铝合金疲劳特性研究 05T 5韩剑，戴起勋，赵玉涛，李桂荣 (苏大学材料科学与工程学院，江江苏镇江 22 1 ) 10 3

摘要：不同的应力幅值下测试了 7 7一6 1合金的疲劳寿命，在 05T 5铝拟合试验数据得到合金 SN曲线，算疲劳极限 -估为 23 a 2 MP。用扫描电镜观察高低应力幅值下的疲劳试样断口，果表明：金的加工缺陷或粗大夹杂处往往为裂结合纹源，纹扩展伴随着小平面断裂的发生，应力幅下疲劳裂纹扩展区出现犁沟和轮胎花样，低应力幅下的疲劳裂高而裂纹扩展区中除有大量疲劳条带外，出现了疲劳台阶和二次裂纹。合金的疲劳瞬断区则存在着撕裂棱与等轴韧还窝。弥散分布的微小析出相对合金的疲劳性能有着积极的影响。 关键词： 0 5T5 7 7 6 1铝合金；-曲线；劳断口 SN疲D0I 1 . 9 9 j i n 1 0 -0 3 2 1 . . 1:0 3 6/.s . 0 55 5 . 0 0 4 0 8 s

中图分类号： G 4 . 1 T 162

文献标识码： A

文章编号： 0 55 5 (0 0 0 -0 20 10—0 3 2 1 )40 9 - 5

77 0 5合金是美国较早开发的一种铝合金，是航空航天领域广泛使用的一种轻型结构材料。近年来，因其强度高、重量轻的特性也在其他领域得到广泛应用，如攀岩设备及自行车零件都普遍使用例 77 0 5铝合金“。在对 7 7 0 5合金所开展的研究工作中，其疲劳性能因与实际应用联系较为密切，是一个极有理论意义和应用价值的课题，目前虽然已有许多科研工作者对其进行了广泛的研究，对但其疲劳断裂机理研究却不多。为了进一步深化研

7 7 .6 1 0 5T 5铝合金材料在不同应力幅下的疲劳断裂机理进行了研究。

1试验材料和方法 试验材料为 A cn生产的厚度为 2 m的 l a 3m 7 7 -6 1铝合金成品板材，金

成分如表 1所示。 0 5T 5合 合金抗拉强度达到 5 0 a屈服强度为 5 0 a断 8 MP, 7 MP,后伸长率为 8。%

究，充分挖掘7 7铝合金的使用潜力， 05本研究对时效表 1试验合金成分 (量分数/ )质%T be 1 T ec mp n n fau n m aly( s rcin% ) a l h o o e t lmiu l o o masf t/ a o

疲劳试验在 P A 05 L 30 0疲劳试验机上进行，照参

载频率为 2 Hz。试样在机器上循环加载直至断裂， 0 记录加载周次。将疲劳断口完整切下，于酒精中在浸超声波清洗仪中清洗，而后在 J M 7 0 F型扫描电子 S -0 1显微镜下进行断口形貌观察和分析，并用扫描电镜自

G/ 3 7 18 B T4 3— 94制成标准圆棒光滑试样。试验在室温下进行，力水平设置在 5 8 a到 20 a之应 1MP 0 MP间测试轴向应力疲劳性能，劳试验的应力比 R=一疲

1即轴向拉压对称加载，制波形为正弦波，环加，控循

带的 Ic nry 5 naE e 0能谱仪作 E S分析。 g3 D

收稿日期： 0 9 42;订日期： 0 9 61 20 -—1修 0 20 -—6 0基金项目：国家 8 3高技术研究项目(0 7 A 3 5 8 6 20A 0Z4 )

2试验结果与分析 2 1疲劳寿命曲线 .

作者介绍：剑 (9 4 )男，士研究生，事高强铝合金韩 18一，硕从组织与性能方面的研究，E m i hni— on ao.o (— a ) aj n m o@yh otm. l acn

将测得的试验数据拟合得到 JⅣ曲线 ( 1, s一图 )

数据点基本平均分布在曲线两侧，为吻合。sⅣ较一曲线没有水平部分，只是随着应力的降低，环周次循不断增大。通常，果材料应力循环 1’周次不断如 0

通讯作者：起勋，,授，士生导师， Ema ) xa@戴男教博 (— i qdi lus e u c。 j. d . n