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研究了A356-T6鑄造鋁合金的缺口疲勞裂紋萌生與早期擴展行為及機制。結(jié)果表明,熱等靜壓試樣的疲勞抗力優(yōu)于非熱等靜壓試樣。對于鈍缺口試樣,疲勞裂紋萌生于缺口根部附近的多個平面,最終哪個裂紋源擴展成主裂紋取決于局部微觀組織。對于缺口幾何形狀不同的熱等靜壓和非熱等靜壓疲勞試樣,在疲勞過程中,不管是在高應(yīng)力狀態(tài)下,還是在低應(yīng)力狀態(tài)下,都出現(xiàn)了鋁基體的循環(huán)塑性變形和共晶

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A5 3 6鑄造鋁合金的疲勞裂紋萌生及短裂紋擴展研究 周敬恩，冉廣

(西安交通大學材料強度國家重點實驗室，材料科學與工程學院，西西安，10 9陜 704 )

摘要：研究了 A 5一6鑄造鋁合金的缺口疲勞裂紋萌生與早期擴展行為及機制。結(jié)果表明，等靜壓試樣的疲勞 36T熱抗力優(yōu)于非熱等靜壓試樣。對于鈍缺口試樣，勞裂紋萌生于缺口根部附近的多個平面，疲最終哪個裂紋源擴展成 主裂紋取決于局部微觀組織。對于缺口幾何形狀不同的熱等靜壓和非熱等靜壓疲勞試樣，疲勞過程中，在不管是

在高應(yīng)力狀態(tài)下，還是在低應(yīng)力狀態(tài)下，出現(xiàn)了鋁基體的循環(huán)塑性變形和共晶硅粒子斷裂導致疲勞裂紋萌生。都 對于非熱等靜壓試樣，造縮孔在構(gòu)件的疲勞過程中起著重要作用，即使缺口根部存在較大尺度的鑄造縮孔，鑄但

導致了疲勞裂紋萌生，也同時觀察到疲勞裂紋從共晶硅粒子、屬間化合物、基體的滑移帶和鐵基金屬間化但金鋁合物等處萌生。對于脆性的 A 5 36鑄造鋁合金可采用修正的斷裂力學參量 z局部應(yīng)力范圍 A - a、 K o或局部應(yīng)變幅 A/為控制參量來表征疲勞裂紋萌生行為，，缺口有效應(yīng)力強度因子范圍 z 和△,參量可用來表征缺口 e 2作而 a K . 場中短裂紋擴展行為。

關(guān)鍵詞：36鑄造鋁合金；勞裂紋萌生； A5疲短裂紋 中圖分類號： G1 6 3 T 6.文獻標識碼： A文章編號：2 46 5 ( 0 8 0 - 3 - 0 5 -0 1 20 ) 10 40 0 9

St dy o a iue c a k i iito nd pr p g to fc s l m i um l y A3 6 u n f tg r c n ta in a o a a in o a ta u n al 5 o Z HO ige RAN Gu n U Jn—n, ag

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0引言 承受變動載荷的工程構(gòu)件，疲勞壽命由裂紋萌其 生壽命和裂紋擴展壽命兩部分構(gòu)成，勞裂紋擴展壽疲命部分又包括短裂紋擴展和長裂紋擴展兩個階段，即構(gòu)件的疲勞壽命Ⅳl表示為 J可： Nt Ni Ⅳ1=+Ⅳ+ () 1

命，為長裂紋擴展壽命。研究表明，疲勞裂紋擴Ⅳ1長展門檻值△認為是材料的性能 J其擴展速率可以 K, 用線彈性斷裂力學法通過相應(yīng)的參量 A K… A t K、 m K、

( )以表征， 予對其擴展機制已經(jīng)有了深入的了解，在工程上能夠?qū)Β暨M行可靠的分析和預測[] 2。 - 3然而，于疲勞裂紋萌生和短裂紋擴展的研究尚有待對深入，對其定量描述尚未很好解決。

式中Ⅳl勞裂紋萌生壽命，為短裂紋擴展壽為疲Ⅳ 作者簡介：周敬恩( 9 2 0一 )男， 14 .5,山東蓬萊人，教授，

士生博 導師，要從事材料強度、裂與疲勞和機械合金化研究。聯(lián)主斷 系電話：2.2 6 74 0 98 60 6。

鑄造鋁合金由于具有優(yōu)異的鑄造性能、良好的耐 腐蝕性能、高的強重比和鑄件制造成本低、夠近終成能

形等特點，在汽車和航空工業(yè)上得到了日益廣泛的應(yīng)用，中，1%S-.% M ( 36鑄造鋁合金通其 A- i 4 g A 5 ) 7 0

基金項目：中美合作項目(西安交通大學 20 10 ) 04 0 2 收稿 E期：0 71-8 t 20—02

常用來制備汽車氣缸蓋及發(fā)動機滑塊等構(gòu)件。鑄 J 《金屬熱處理> 0 8年第 3>0 2 3卷第 1期

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