SiC_p及Al_2O_(3w)增强铸态混杂金属基复合材料的疲劳裂纹扩展机理(英文)

研究了一种SiCp及Al2O3w增强铸态混杂金属基复合材料(MMC)的疲劳裂纹扩展(FCG)机理,同时对比研究了Al2O3w增强铸态金属基复合材料和铸态铝合金的疲劳裂纹扩展机理。在研究近临界和裂纹稳定扩展区域的疲劳裂纹扩展(FCG)机理时,发现混杂MMC的临界应力强度因子?Kth值高于其他两种材料的?Kth值,说明应力强度因子?K值较低时混杂MMC可以更好地抵抗裂纹扩展。随着?K值的降低,两种MMC在近临界区域显示出相似的FCG机理,即主要由增强相–基体界面的剥离控制,随后由铝基体中空隙的形核与合并控制;在裂纹稳定或中等扩展区域,?K值较高时FCG除了受界面上周期性裂纹扩展引起的增强相–基体界面剥离的影响之外,还显著受到铝基体中疲劳条带的影响。此外,在高?K值下,因为局部失稳断裂机制,可见铝基体中空隙的形核与合并以及SiCp和Al2O3w中的穿晶断裂。对于铸态铝合金,在低?K值下,FCG主要受空隙的形核与合并所控制;在高?K值下,FCG主要受铝晶粒的疲劳条带控制,随后受Si团簇中空隙的形核与合并控制。