為探究2A70高強鋁合金疲勞性能,開展了2A70應力比R=-1溫度T=25℃與T=150℃的高周疲勞試驗。結合微觀組織觀測、應力-壽命（S-N）曲線繪制、典型斷口觀測,對其疲勞性能進行了研究。結果表明:溫度升高會降低2A70高強鋁合金的疲勞性能,溫度為25℃和150℃時的疲勞極限分別為150MPa和90MPa;在常溫和高溫條件下都發(fā)生表面失效,裂紋萌生于次表面夾雜;2A70在疲勞加載過程中的主要斷裂模式為解理斷裂,在斷口表面可以觀察到大量河流花樣和解理臺階。 

【文章來源】：機械. 2020,47(05)

【文章頁數】：5 頁

【部分圖文】：

2A70常溫疲勞斷口SEM觀測結果（25℃、R=-1、σa=150 MPa、Nf=1907800)

根據傳統(tǒng)疲勞設計的無限壽命準則，認為材料的疲勞壽命超過107時，達到疲勞極限，結合S-N曲線方程可以計算得到25℃和150℃時2A70的疲勞極限分別為150 MPa和90 MPa。對比常溫25℃和高溫150℃下的兩條S-N曲線，可以看到溫度對2A70的疲勞性能有明顯影響。與25℃疲勞試驗結果相比，150℃條件下，2A70在相同應力幅下的疲勞壽命大幅下降。主要原因在于，隨著溫度的升高，2A70鋁合金的屈服強度逐漸下降[13]，尤其是當溫度達到100℃以后，材料的屈服強度明顯下降，進而導致疲勞性能的下降。對比兩條曲線的斜率，150℃時的S-N曲線斜率更小，這說明，在高溫條件下，材料的疲勞壽命隨應力幅的變化更明顯。

使用QBG-100高頻率疲勞試驗機進行軸向加載疲勞試驗，設置試驗應力比R=-1，溫度分別為25℃與150℃，加載頻率約80 Hz，試驗裝置如圖2所示。疲勞試驗結束后，選取典型疲勞斷口，先用超聲波清洗，然后用JSM-6610LV掃描電子顯微鏡對其進行觀測及拍攝，并對其疲勞失效模式及疲勞失效原因進行分析。2 實驗結果與討論

【參考文獻】：
期刊論文
[1]7XXX鋁合金平滑焊接接頭疲勞性能研究[J]. 程永明,趙旭.  機械. 2018(07)
[2]航空發(fā)動機鋁合金筒體關鍵件鍛造成形工藝[J]. 邱磊,蔡靖凱,孫敏,鄭黎.  鍛壓技術. 2018(04)
[3]高濕焊接環(huán)境對不同成分鋁合金焊接接頭性能影響研究[J]. 劉敬堂.  機械. 2017(11)
[4]2A70鋁合金環(huán)件脹形強化微觀機制的試驗研究[J]. 江道,易幼平,黃始全.  熱加工工藝. 2017(20)
[5]2A70合金動態(tài)力學性能與本構關系的研究[J]. 張濤,陳偉,關玉璞.  南京航空航天大學學報. 2013(03)
[6]航空鋁合金及其材料加工[J]. 張新明,劉勝膽.  中國材料進展. 2013(01)
[7]生產2A70鋁合金A級探傷制品用鑄錠的熔鑄工藝研究[J]. 姜德俊,劉科研,張淑艷.  輕合金加工技術. 2011(01)
[8]等溫鍛造溫度對2A70鋁合金組織性能的影響[J]. 高艷華,郭鴻鎮(zhèn),王曉晨,姚澤坤.  熱加工工藝. 2009(23)
[9]基于人工神經網絡的2A70鋁合金形變顯微組織預測[J]. 劉芳,單德彬,呂炎.  上海理工大學學報. 2008(04)



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