鎂及鎂合金是最輕的金屬結(jié)構(gòu)工程材料之一,特別是高性能稀土鎂合金具有優(yōu)異的比強(qiáng)度、比剛度以及良好的減震阻尼性能,在航空航天、軍事工業(yè)和汽車工業(yè)等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。疲勞是各種工程構(gòu)件在服役期間的主要失效形式之一,對(duì)于結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)和耐久性評(píng)估,了解合金的疲勞機(jī)理具有重要意義。對(duì)于無冶金缺陷的構(gòu)件而言,疲勞裂紋萌生過程是影響材料疲勞性能的關(guān)鍵因素,疲勞裂紋萌生是疲勞累積損傷過程的結(jié)果,而疲勞累積損傷本質(zhì)上是由局部的不均勻塑性變形,即應(yīng)變局域化造成的,而且,駐留滑移帶（PSBs）的形成以及與晶界（GBs）的交互作用分別引起晶內(nèi)與晶間應(yīng)變局域化。此前的疲勞損傷研究主要集中在面心立方（FCC）和體心立方（BCC）金屬和合金,它們完整的疲勞損傷過程和內(nèi)在機(jī)制已經(jīng)被詳細(xì)的探究和描述,并建立了多種疲勞損傷模型。由于低疲勞性能一直是鎂合金結(jié)構(gòu)應(yīng)用的主要障礙之一,鎂合金中的疲勞損傷近年來吸引了大量的研究者。但是,目前的研究大都還局限在不同組織鎂合金的宏觀力學(xué)性能表現(xiàn)、疲勞損傷形貌、裂紋萌生擴(kuò)展對(duì)疲勞性能的影響以及疲勞壽命的預(yù)測(cè)模型建立上,對(duì)疲勞損傷過程和損傷機(jī)制本身的研究相對(duì)較少,對(duì)鎂合金組織對(duì)疲勞損傷和疲勞性... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：157 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

鎂中主要的晶面及晶向[2]

疲勞是一種循環(huán)微塑性變形過程,其加載應(yīng)力一般小于使材料發(fā)生宏觀塑性變形的屈服應(yīng)力,滑移和孿生也是鎂合金在疲勞中的主要晶內(nèi)塑性變形機(jī)制,它們的啟動(dòng)受到加載應(yīng)力/應(yīng)變水平和所在晶粒的施密特因子大小影響,但又相互協(xié)調(diào),共同作用。M.Matsuzuki和S.Horibe[27]研究了擠壓AZ31鎂合金在應(yīng)變控制加載條件下的疲勞行為,發(fā)現(xiàn)AZ31鎂合金的應(yīng)力應(yīng)變滯回曲線特征和平均應(yīng)力演化都顯著受到加載應(yīng)變幅的影響。在較高的應(yīng)變幅下,孿生-反孿機(jī)制主導(dǎo)塑性應(yīng)變行為,而在較低的應(yīng)變幅下,位錯(cuò)滑移機(jī)制主導(dǎo)塑性應(yīng)變行為,即其疲勞壽命在Manson-Coffin曲線上表現(xiàn)出雙線性,如圖1-2所示。

M.Matsuzuki和S.Horibe[27]研究了擠壓AZ31鎂合金在應(yīng)變控制加載條件下的疲勞行為,發(fā)現(xiàn)AZ31鎂合金的應(yīng)力應(yīng)變滯回曲線特征和平均應(yīng)力演化都顯著受到加載應(yīng)變幅的影響。在較高的應(yīng)變幅下,孿生-反孿機(jī)制主導(dǎo)塑性應(yīng)變行為,而在較低的應(yīng)變幅下,位錯(cuò)滑移機(jī)制主導(dǎo)塑性應(yīng)變行為,即其疲勞壽命在Manson-Coffin曲線上表現(xiàn)出雙線性,如圖1-2所示。Q.Yu,Y.Xiong和YY.Jiang等人[28-31]研究不同加載應(yīng)變幅對(duì)擠壓AZ31B,AZ61A和ZK60鎂合金疲勞性能的影響,也發(fā)現(xiàn)e-N曲線上有明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)將其分成兩個(gè)部分,并通過顯微組織觀察證明了加載應(yīng)變幅對(duì)疲勞塑性變形機(jī)制的影響規(guī)律。如圖1-3所示的組織觀察結(jié)果表明,當(dāng)應(yīng)變幅低于0.5%時(shí),在擠壓AZ61A鎂合金中位錯(cuò)滑移為主要的塑性變形機(jī)制;而當(dāng)應(yīng)變幅高于0.5%時(shí),除了滑移,晶內(nèi)可以觀察到大量的孿晶,這時(shí)候?qū)\生和反孿也在疲勞塑性變形中起到很重要的作用。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Effects of heat treatment on microstructure and mechanical properties of Mg-8Gd-3Y-0.5Zr（wt.%）alloy fabricated by semi-continuous casting[J]. Jun Yang,Qu-dong Wang,Huan Wang.  China Foundry. 2015(04)
[2]Low-cycle Fatigue Behaviors of an As-extruded Mg-12%Gd-3%Y-0.5%Zr Alloy[J]. S.M.Yin,S.X.Li.  Journal of Materials Science & Technology. 2013(08)
[3]鎂合金應(yīng)用新進(jìn)展[J]. 曾小勤,王渠東,呂宜振,丁文江,朱燕萍.  鑄造. 1998(11)

博士論文
[1]ZK60和GW103K鎂合金高周疲勞行為及其噴丸強(qiáng)化研究[D]. 劉文才.上海交通大學(xué) 2011
[2]Mg-Gd-Y-Zr（-Ca）合金的微觀組織演變、性能和斷裂行為研究[D]. 何上明.上海交通大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3037963