多元Al-7.5Si-4Cu合金热疲劳裂纹萌生与扩展行为的研究

研究了不同热处理状态的多元Al-7.5Si-4Cu合金在室温至350℃下的热疲劳行为,利用OM和SEM对合金的热疲劳裂纹形貌进行了观察.结果表明:T6处理后多元Al-7.5Si-4Cu合金的热疲劳性能优于铸淬+时效态和铸态.热疲劳裂纹均萌生于V型缺口处,热应力诱导使组织氧化疏松最终成为裂纹萌生源.裂纹扩展前期为沿晶生长,主要靠裂尖钝化尖锐化引起裂纹扩展;裂纹扩展后期为沿晶、穿晶混合生长,以裂尖钝化-尖锐化和裂尖前沿空洞连体复合方式扩展.扩展行径受Si相的形状和位向影响,与Si相短轴方向夹角大于60°为"绕墙"扩展;与长轴方向夹角大于60°为"穿墙"扩展.氧化作用在裂纹萌生期表现显著,T6态合金抗氧化性能最优.

多元Al-7Si-0.3Mg合金热疲劳裂纹萌生与扩展行为

研究了在不同温度下的3种不同处理状态的多元Al-7Si-0.3Mg铝合金热疲劳性能,提出了用积分方法及割线法计算热疲劳裂纹扩展寿命,并对合金的热疲劳裂纹生长行为进行了分析。结果表明:温度变化对多元Al-7Si-0.3Mg铝合金的热疲劳裂纹扩展速率有直接的影响,添加了Cu、Mn、Ti等元素的多元Al-7Si-0.3Mg合金在细化变质处理和直接细化变质处理后的热疲劳性能优于铸态Al-7Si0.3Mg合金。热疲劳裂纹的萌生需经历一定的孕育期,裂纹萌生于V型缺口处,当交变热应力超过合金的屈服强度σs时,沿着V型缺口的应力集中部位或缺陷处会出现不同类型的热疲劳裂纹,但有且只有1条主裂纹。当裂纹尖端扩展路径与第二相颗粒长轴方向形成小于45°的夹角时,裂纹扩展将沿着第二相颗粒的边缘继续向前扩展;当裂纹尖端扩展路径与第二相颗粒短轴方向形成小于45°的夹角时,裂纹将穿过第二相颗粒,继续向前扩展。