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《沈阳工业大学》 2010年
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Al-Mg系合金挤压加工变形及低周疲劳行为研究

计海涛  
【摘要】:铝合金具有密度低、比强度和比刚度高的特点,目前已在航空工业和汽车工业中得到了广泛的应用。为了进一步拓展铝合金的应用领域,需要采取一定的措施以改善铝合金的组织、提高铝合金的力学性能。稀土元素被认为是改善铝合金组织及力学性能的有效的合金元素。因此,研究稀土在铝合金中的作用,对于新型高强、高韧铝合金的开发和工程应用具有重要的意义。此外,等通道转角挤压(ECAP)技术因其可以有效地细化材料的组织,改善材料的力学性能,已经引起人们的普遍关注。作为工程结构材料,疲劳断裂是其主要失效方式之一。为此,本文主要针对不同处理状态的挤压变形Al-4Mg-0.3Ce合金、经过T6处理的Al-0.8Mg-0.6Si-x(Sc, Er)合金以及经过等通道转角挤压后的Al-0.8Mg-0.6Si-0.3Er合金的低周疲劳行为开展研究,以期为这些铝合金的抗疲劳设计和合理使用提供可靠的理论依据。 实验结果表明,不同处理状态的挤压变形Al-4Mg-xCe合金、经过T6处理的挤压变形Al-0.8Mg-0.6Si-x(Sc, Er)合金以及等通道转角挤压Al-0.8Mg-0.6Si-0.3Er合金可表现为循环硬化、循环稳定和循环软化,主要取决于外加总应变幅的高低、热处理方式、添加稀土元素的种类以及等通道转角挤压的路径和道次等因素;固溶处理可以提高挤压变形Al-4Mg-0.3Ce合金在较高和较低外加总应变幅下的疲劳寿命,时效处理可以有效地提高挤压变形Al-4Mg-0.5Ce合金的疲劳寿命,而时效处理和固溶+时效处理均可有效地提高Al-4Mg-1.0Ce合金的疲劳寿命;不同成分和加工处理状态的合金的塑性应变幅、弹性应变幅与断裂时的载荷反向周次之间的关系分别服从Coffin-Manson和Basquin公式,其中经过T6处理的Al-0.8Mg-0.6Si-0.2Sc合金的塑性应变幅与断裂时的载荷反向周次之间呈双线性关系。 在低周疲劳加载条件下,不同处理状态的挤压变形Al-4Mg-xCe合金、经过T6处理的挤压变形Al-0.8Mg-0.6Si-x(Sc,Er)合金以及经过等通道转角挤压的Al-0.8Mg-0.6Si-0.3Er合金的疲劳裂纹均是以穿晶方式萌生于试样表面,并以穿晶方式扩展。
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG379

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