發(fā)布時(shí)間：2022-01-24 04:33

　　由于鑄造Al-Si合金具有比強(qiáng)度高、密度小、熱膨脹系數(shù)低、成型流動(dòng)性好等優(yōu)點(diǎn),過去幾十年在發(fā)動(dòng)機(jī)活塞領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用�；钊诓煌ぷ麟A段會(huì)面臨不同的機(jī)械載荷和熱載荷,包括高頻低應(yīng)力載荷,低頻高應(yīng)力載荷以及熱機(jī)械載荷。在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)-停機(jī)階段,活塞頂部所面臨的最高溫度和應(yīng)力可超過400℃和20 MPa,在活塞頂和群部之間就會(huì)產(chǎn)生很大的溫度梯度。本文以活塞服役環(huán)境和共晶Al-Si活塞合金為切入點(diǎn),分析了該合金在不同載荷形式下（高溫拉伸、等溫疲勞和熱機(jī)械疲勞）裂紋萌生與擴(kuò)展行為,以及微觀組織對(duì)力學(xué)性能的影響。1)拉伸損傷和抗拉強(qiáng)度隨溫度的轉(zhuǎn)變機(jī)制。合金中的初生相和納米沉淀相對(duì)Al-Si合金強(qiáng)度變化具有重要影響。基于不同溫度下拉伸性能和原位拉伸損傷觀察,當(dāng)溫度為25℃-280℃階段,此時(shí)合金強(qiáng)度主要受脆性初生Si相影響;根據(jù)原位實(shí)驗(yàn)結(jié)果和彈性場(chǎng)模型,當(dāng)合金中局部應(yīng)力達(dá)到約430MPa時(shí),就會(huì)引起該內(nèi)部初生Si相開裂并導(dǎo)快速脆性斷裂。在該溫度范圍內(nèi)未滿足Considere準(zhǔn)則h=K也表明局部強(qiáng)度不足（如初生Si）。當(dāng)溫度為280℃-425℃階段時(shí),基體強(qiáng)度不足成為該合金強(qiáng)度變化的主要因素。由于高... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：169 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１?（ａ）封閉循環(huán)系統(tǒng)中內(nèi)燃機(jī)循環(huán)效率隨壓力峰值的變化丨９］；?（ｂ）?２０００年至??２０４０年不同類型機(jī)械每天的能源消耗丨??

?第１章緒論???勞損傷而失效［１４，１５］。??圖１．２內(nèi)燃機(jī)活塞。圖片來自于丨１０丨。??Ｆｉｇ．?１．２?Ｄｉｅｓｅｌ?ｅｎｇｉｎｅ?ｐｉｓｔｏｎ．?Ｔｈｉｓ?ｆｉｇｕｒｅ?ｉｓ?ｒｅｐｒｏｄｕｃｅｄ?ｆｒｏｍ，１〇ｉ．??＾ｉｒｌ??圖１．３活塞和Ｍ局部有效塑性應(yīng)變分布。??Ｆｉｇ．?１．３?Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐｌａｓｔｉｃ?ｓｔｒａｉｎ?ｉｎ?ｐｉｓｔｏｎ?ａｎｄ?ｃｙｌｉｎｄｅｒ?ｈｅａｄ．??總而言之，隨著柴油機(jī)功率密度的提高，活塞的服役工況溫度將會(huì)有所增加，??傳統(tǒng)活塞鋁合金材料的高溫力學(xué)性能，尤其是高溫疲勞壽命將成為柴油機(jī)功率密??度進(jìn)一步提升的瓶頸，低周疲勞在活塞失效中也占據(jù)著重要地位。目前對(duì)該合合??金疲勞研宄的內(nèi)容主要包含三類：一是對(duì)疲勞機(jī)理的研宄，以期在疲勞學(xué)科上有??所突破；二是對(duì)新材料抗疲勞性能的研宄，目的是縮短新材料研發(fā)周期；三是安??全性評(píng)價(jià)和壽命預(yù)測(cè)等，其出發(fā)點(diǎn)在于解決實(shí)際工程問題。??３??

?第１章緒論???勞損傷而失效［１４，１５］。??圖１．２內(nèi)燃機(jī)活塞。圖片來自于丨１０丨。??Ｆｉｇ．?１．２?Ｄｉｅｓｅｌ?ｅｎｇｉｎｅ?ｐｉｓｔｏｎ．?Ｔｈｉｓ?ｆｉｇｕｒｅ?ｉｓ?ｒｅｐｒｏｄｕｃｅｄ?ｆｒｏｍ，１〇ｉ．??＾ｉｒｌ??圖１．３活塞和Ｍ局部有效塑性應(yīng)變分布。??Ｆｉｇ．?１．３?Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐｌａｓｔｉｃ?ｓｔｒａｉｎ?ｉｎ?ｐｉｓｔｏｎ?ａｎｄ?ｃｙｌｉｎｄｅｒ?ｈｅａｄ．??總而言之，隨著柴油機(jī)功率密度的提高，活塞的服役工況溫度將會(huì)有所增加，??傳統(tǒng)活塞鋁合金材料的高溫力學(xué)性能，尤其是高溫疲勞壽命將成為柴油機(jī)功率密??度進(jìn)一步提升的瓶頸，低周疲勞在活塞失效中也占據(jù)著重要地位。目前對(duì)該合合??金疲勞研宄的內(nèi)容主要包含三類：一是對(duì)疲勞機(jī)理的研宄，以期在疲勞學(xué)科上有??所突破；二是對(duì)新材料抗疲勞性能的研宄，目的是縮短新材料研發(fā)周期；三是安??全性評(píng)價(jià)和壽命預(yù)測(cè)等，其出發(fā)點(diǎn)在于解決實(shí)際工程問題。??３??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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