發(fā)布時間：2017-06-06 01:08

  本文關鍵詞：熱擠壓Al-4Cu-1Mg-xGd合金的應變疲勞行為，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鋁合金作為強度高、綜合性能優(yōu)良的輕質(zhì)金屬結(jié)構(gòu)材料，在航天航空等領域得到了廣泛的應用。在實際應用中，鋁合金構(gòu)件常承受交變載荷作用，疲勞將是其主要失效形式之一。然而，目前關于鋁合金疲勞行為的研究尚顯不足。已有研究表明，稀土元素的加入可有效地改善鋁合金的顯微組織，提高合金的拉伸性能，但關于稀土元素對鋁合金疲勞性能影響的文獻報道很少。為此，本課題通過向Al-Cu-Mg系鋁合金中加入不同量的稀土元素Gd并利用熱擠壓技術制備出了擠壓變形Al-4Cu-1Mg-xGd合金，進而針對擠壓態(tài)以及熱擠壓后再經(jīng)后續(xù)固溶+時效（T6）處理的擠壓變形Al-4Cu-1Mg-xGd合金的低周疲勞行為進行了系統(tǒng)研究，重點探討了稀土元素Gd和T6處理對合金的低周疲勞行為的影響，以期為此類鋁合金的進一步工程應用提供可靠的理論依據(jù)。 通過觀察合金的顯微組織發(fā)現(xiàn)，添加適量的稀土元素Gd可以顯著細化擠壓變形Al-4Cu-1Mg合金的顯微組織，而經(jīng)過T6處理后，合金的顯微組織可進一步得到細化。低周疲勞試驗結(jié)果表明，不同處理狀態(tài)的Al-4Cu-1Mg-xGd合金在低周疲勞變形期間可呈現(xiàn)循環(huán)應變硬化、循環(huán)應變軟化和循環(huán)穩(wěn)定，主要取決于合金的加工處理狀態(tài)和外加應變幅的高低；添加適量的稀土元素Gd可以提高擠壓態(tài)Al-4Cu-1Mg合金的循環(huán)變形抗力，而Al-4Cu-1Mg-xGd合金經(jīng)過T6處理后，其循環(huán)變形抗力可得到顯著提高；稀土元素Gd的加入可延長擠壓態(tài)Al-4Cu-1Mg合金的低周疲勞壽命，但T6處理則導致擠壓變形Al-4Cu-1Mg-xGd合金的低周疲勞壽命縮短；擠壓態(tài)和T6態(tài)的擠壓變形Al-4Cu-1Mg-xGd合金的塑性應變幅、彈性應變幅與載荷反向周次之間均呈線性關系并分別服從Coffin-Manson和Basquin公式。擠壓態(tài)和T6態(tài)的擠壓變形Al-4Cu-1Mg-xGd合金疲勞斷口的分析結(jié)果表明，不同處理狀態(tài)的擠壓變形Al-4Cu-1Mg-xGd合金在疲勞加載條件下的裂紋均是以穿晶方式萌生于疲勞試樣表面并以穿晶方式擴展。
【關鍵詞】：Al-Cu-Mg-Gd合金 熱處理 顯微組織 低周疲勞
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TG146.21
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 鋁合金的概述及分類10-11
• 1.1.1 鋁合金的概述10-11
• 1.1.2 鋁合金的分類11
• 1.2 Al-Cu-Mg 系合金的研究進展11-13
• 1.3 稀土鋁合金13-14
• 1.4 超高強鋁合金14
• 1.5 鋁合金的疲勞14-18
• 1.5.1 金屬疲勞概述14-16
• 1.5.2 疲勞研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀16-18
• 1.6 本課題提出的意義18-20
• 第二章 實驗材料、設備及方法20-23
• 2.1 實驗材料20-21
• 2.2 實驗方法21-23
• 2.2.1 鋁合金的熔煉21
• 2.2.2 鋁合金的熱擠壓21
• 2.2.3 鋁合金的熱處理21
• 2.2.4 疲勞試樣的制備21-22
• 2.2.5 低周疲勞實驗22
• 2.2.6 疲勞斷口形貌觀察22-23
• 第三章 實驗結(jié)果討論與分析23-56
• 3.1 合金的微觀組織23-24
• 3.2 擠壓態(tài)和 T6 態(tài) Al-4Cu-1Mg-xGd 合金的低周疲勞行為24-49
• 3.2.1 合金的循環(huán)應力響應行為25-28
• 3.2.2 稀土元素 Gd 對擠壓態(tài)合金循環(huán)應力響應行為的影響28-31
• 3.2.3 稀土元素 Gd 對 T6 態(tài)合金循環(huán)應力響應行為的影響31-34
• 3.2.4 T6 處理對合金循環(huán)應力響應行為的影響34-39
• 3.2.5 低周疲勞壽命行為39-46
• 3.2.6 循環(huán)應力-應變行為46-49
• 3.3 合金的疲勞斷口形貌觀察與分析49-53
• 3.4 討論53-56
• 3.4.1 合金的顯微組織53
• 3.4.2 合金的疲勞變形行為53-54
• 3.4.3 合金的疲勞斷裂行為54-56
• 第四章 結(jié)論56-57
• 參考文獻57-60
• 在學研究成果60-61
• 致謝61

【參考文獻】

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本文編號：425031