采用萬能拉伸試驗(yàn)機(jī)、金相顯微鏡及掃描電鏡對62Be-38Al鈹鋁合金在-100～500℃下的高、低溫力學(xué)性能及斷裂機(jī)制進(jìn)行探究。結(jié)果表明,鈹鋁合金的抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度隨溫度的升高而降低,延伸率則呈現(xiàn)先升再降的變化趨勢,在300℃時達(dá)到最大值。同時,隨著測試溫度的上升,鈹鋁兩相的界面結(jié)合強(qiáng)度逐漸低于鈹顆粒的解理斷裂強(qiáng)度,斷口組織中相界面斷裂增加,鈹解理面減少。當(dāng)溫度升至500℃時,鋁相軟化,鈹鋁相界面的結(jié)合強(qiáng)度大幅降低,伴隨著合金強(qiáng)度塑性的急劇下降,其斷口呈沿晶斷裂。另外,隨溫度的升高,合金的形變強(qiáng)化指數(shù)單調(diào)下降,-150℃時為0.22,400℃時為0.08。 

【文章來源】：稀有金屬與硬質(zhì)合金. 2020,48(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

溫度對62Be-38Al合金抗拉、屈服強(qiáng)度和延伸率的影響

在溫度為300 ℃及以下時,鈹鋁合金斷口形貌仍以鈹顆粒的解理與鋁的韌性斷裂組成。但在溫度為300 ℃時出現(xiàn)了少量相間斷裂,說明在此溫度下鈹鋁合金的結(jié)合面強(qiáng)度開始逐漸等于或小于鈹顆粒解理強(qiáng)度。而鈹相在此溫度區(qū)間,更多的滑移系開啟,與鋁相的變形協(xié)同能力增加,因此合金在此溫度區(qū)間塑性增強(qiáng)。在溫度為500 ℃時,鈹顆�；緹o穿晶解理斷裂產(chǎn)生,同時鋁相韌窩也急劇減少,基本為全是鈹鋁相界截面斷裂,圖中可看到完整的鈹顆粒及呈現(xiàn)膠熔狀的鋁相基體。在此溫度下,由于接近鋁相熔點(diǎn),導(dǎo)致鈹鋁相界面結(jié)合強(qiáng)度進(jìn)一步惡化,使其強(qiáng)度、塑性均顯著下降。2.3 高溫斷裂機(jī)制

純鈹?shù)乃苄?脆性轉(zhuǎn)變溫度在300～400 ℃之間[12-14],在此區(qū)間內(nèi),鈹相更多的滑移系開啟,塑性大幅提高,使鈹鋁兩相變形過程中的協(xié)調(diào)能力變強(qiáng),鈹鋁合金塑性得到改善,尤其在300 ℃時,塑性比25 ℃時增加了2.5倍。但鈹鋁相界面的斷裂強(qiáng)度隨著溫度的上升而下降,伴隨著合金強(qiáng)度的下降。圖4為400、500 ℃時鈹顆粒與鋁相界面的斷口微觀結(jié)構(gòu)。從圖4中可看到,在400 ℃下,鈹顆粒沒有發(fā)生解理斷裂,而是鋁相與鈹相分離,導(dǎo)致相界開裂。這是由于在室溫中,鈹鋁相界面本屬于半共格[15],且二者熱膨脹系數(shù)有一定的差別(鋁為(18～23)×10-6,鈹為(11～12)×10-6),因此,隨著溫度的升高,相界結(jié)合強(qiáng)度進(jìn)一步惡化,出現(xiàn)越來越多的相界開裂,鈹?shù)慕饫砻娲蠓档汀囟壬仙?00 ℃時,快達(dá)到鋁相熔點(diǎn),鋁相軟化,相界面結(jié)合強(qiáng)度快速下滑,測試中鈹顆粒產(chǎn)生的應(yīng)力也無法傳遞至鋁相中,導(dǎo)致合金強(qiáng)度降至50 MPa以下,延伸率接近0。在其斷口形貌中,鈹顆粒的解理完全消失,鋁相也幾乎無韌窩,呈“膠熔”狀態(tài),整個斷口呈沿晶斷裂。圖4 400 ℃(a)和500 ℃(b)下鈹鋁合金的斷口顯微形貌


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