【摘要】： X鋁合金是國內(nèi)研制的一種超高強鋁合金,廣泛應(yīng)用于航空、航天等領(lǐng)域。作為專用機械的主要結(jié)構(gòu)件材料,用戶要求它在工況條件下的使用壽命長于15年。因為該鋁合金的工作環(huán)境屬于廣義的蠕變環(huán)境,所以必須對該超高強鋁合金的蠕變壽命進行系統(tǒng)的研究與評估。 本課題分別應(yīng)用古典材料力學和斷裂力學理論研究了超高強鋁合金的蠕變壽命。采用標準試樣進行了蠕變試驗,得到了超高強鋁合金工況下的蠕變極限;采用成品鋁筒試樣進行了持久試驗,得到了超高強鋁合金工況下的持久強度;采用帶缺口的鋁筒試樣進行了試驗,得到了超高強鋁合金蠕變斷裂的門檻應(yīng)力強度因子,估算了其安全運行的損傷容限。 試驗結(jié)果表明:(1)超高強鋁合金在40℃下使用15年后蠕變總應(yīng)變?yōu)?.5%所對應(yīng)的蠕變極限為σ_(1.50%)~(40)( 1 5年)= 495MPa;當工作應(yīng)力σ495MPa時,在15年內(nèi)總應(yīng)變≤1.5%,不會出現(xiàn)蠕變損傷及蠕變斷裂。(2)超高強鋁合金圓筒持久試驗時,斷裂時間t隨外加應(yīng)力σ的變化規(guī)律為σ=-17.90lnt+717.18。40℃時90%置信度下的持久強度為σ_(15年)~(40)(90%) = 508MPa±12MPa。當工作應(yīng)力σ496MPa時,鋁筒在工況下使用15年不會發(fā)生蠕變斷裂。(3)缺口鋁筒試樣在40℃、空氣中蠕變斷裂的門檻應(yīng)力強度因子為Kth=16MPa·m~(1/2)。外表面劃傷、內(nèi)表面裂紋以及內(nèi)部缺陷的裂紋容限a_c~*分別為0.18mm、0.24mm、0.42mm,表面劃傷比內(nèi)壁裂紋以及內(nèi)部缺陷更危險,裂紋容限最小。工況條件下,鋁筒可以安全使用15年。
【圖文】：

0°C，σ＝550MPa下的蠕變斷口

蠕變斷口上的沿晶區(qū)
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TG146.21

【引證文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 張蓉;鄭曉靜;賀平;;高強鋁合金圓筒的穩(wěn)定性[J];理化檢驗(物理分冊);2011年02期

相關(guān)碩士學位論文 前1條

1 李衛(wèi)杰;新型耐熱Al-0.2Sc-0.04Zr合金高溫蠕變行為的研究[D];鄭州大學;2013年

，

本文編號：2621867