A356铝合金中裂纹的萌生及其扩展

研究了A356铝合金在冲击载荷作用下的裂纹萌生及其扩展过程。结果表明：α-Al枝晶二次枝晶臂间板片状共晶体是材料中最薄弱的区域。该区域中尺寸最大的Si颗粒首先发生断裂形成裂纹源，而枝晶与枝晶间体积较大的块状共晶体强度相对较高，裂纹源不会首先在该区域;正确性同裂纹优先在板片状共晶体中传播，而块状共晶体对裂纹的传播有一定阻碍作用，要提高合金的力学性能就必须设法减少或消除薄弱的板片状共晶体的相对数量。建立了A356合金在啊大；和作用理生、长大及传播的模型，用这个模型解释了提高冷却速度以获得细晶粒的方法并不一定能提高合金的抗拉强度；相反，使用高效的晶粒细化剂能够减少或消除板片状共晶体，从而可能会提高合金的性能。     

A356铸造铝合金的单轴疲劳特性及断口分析

在不同的应力幅值下,测试了A356铸造铝合金的单轴疲劳寿命,对该合金的高周疲劳区、低周疲劳区以及过渡区进行了划分.分析了合金在循环加载过程中,应变变化的特点.对疲劳试样的断口进行了扫描电镜观察,阐述了疲劳断裂的特点.EDX能谱分析发现断口中的夹杂物主要为铁的氧化物和高硅颗粒,并在疲劳过程中被剥离.     

A356合金原位拉伸裂纹萌生与扩展行为分析

采用扫描电镜原位拉伸观察了电解低钛A356合金铸态下裂纹萌生与扩展特征。结果表明:铸态A356合金裂纹优先萌生于二次枝晶臂间薄弱的共晶体区、大块的共晶硅相处;裂纹的扩展主要是微裂纹易沿着共晶体与基体界面扩展,合金组织中的共晶硅相对裂纹的扩展有一定的阻碍作用,当裂纹与共晶硅颗粒相遇时,扩展方向发生偏离而转向裂纹尖端前沿处有共晶体区开裂、共晶硅相发生断裂、或与基体界面发生分离的更薄弱区。     

淬火条件对砂铸A356合金疲劳裂纹扩展速率的影响

在相同固溶和时效条件下，选择3种不同温度的水对砂铸A356合金进行了淬火处理，并对这3种不同淬火态下的合金进行了拉伸及疲劳裂纹扩展性能研究。结果表明，随淬火介质温度的降低，淬火冷却速率提高，合金的强度增加，塑性下降；当应力比R较低时，淬火条件对合金门槛区的裂纹扩展有明显影响，降低淬火介质温度可以提高合金的疲劳裂纹扩展阻力。此外，不同淬火态合金的疲劳扩展均明显地表现出与应力比R的相关性，这种相关性可以用裂纹闭合来说明。     

不锈钢管道焊缝金属疲劳短裂纹行为的实验研究Ⅱ.裂纹萌生,扩展与 …

基于“有效短裂纹准则”,用复型研究了１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢管道焊缝金属光滑试样表面的短裂纹萌生、扩展与交互作用行为。结果表明：有效短裂纹（ＥＳＦＣｓ）萌生于δ铁素体与奥氏体基体的交界处。ＥＳＦＣｓ扩展具有明显微观结构短裂纹（ＭＳＣ）和物理短裂纹（ＰＳＣ）两阶段特征。主导有效短裂纹（ＤＥＳＦＣ）行为是ＥＳＦＣｓ交互作用的结果,适于表征短裂纹行为。ＤＥＳＦＣ扩展率的分散性与ＥＳＦＣｓ密度的分散性有     

A356铝合金轮毂铸造工艺的模拟研究

铝合金轮毂作为汽车轻量化的重要零部件,对其成形工艺和性能提出了更高的要求。采用ADSTEFAN模拟软件探索用液压机加压铸造的方法制造A356铝合金轮毂的最佳工艺。对比分析了不同模具温度、浇铸温度对铸件充型完整性的影响,并且预测了易发生缺陷的位置。结果表明450℃左右的模具温度,650～700℃的浇铸温度有利于充型完整。     

不锈钢管道焊缝金属疲劳短裂纹行为的实验研究Ⅱ.裂纹萌生、扩展与交互作用

基于"有效短裂纹准则",用复型研究了1Crl8Ni9Ti不锈钢管道焊缝金属光滑试样表面的短裂纹萌生、扩展与交互作用行为.结果表明:有效短裂纹(ESFCs)萌生于δ铁素体与奥氏体基体的交界处.ESFCs扩展具有明显微观结构短裂纹(MSC)和物理短裂纹(PSC)两阶段特征.主导有效短裂纹(DESFC)行为是ESFCs交互作用的结果,适于表征短裂纹行为.DESFC扩展率的分散性与ESFCs密度的分散性有关,说明DESFC裂尖前沿扩展条件的差异及其演化是DESFC随机扩展行为的本质原因.这一差异也是材料疲劳寿命和循环应力-应变响应存在分散性的本质原因.     

铝合金的疲劳裂纹及其萌生机制分析

研究了2024和2524铝合金的疲劳裂纹,并分析了合金裂纹的萌生机制。结果表明,2024-T3铝合金中有粗大的Al7Cu2(Fe,Mn)(β相)、小圆形Al2Cu Mg(S相)和Al2Cu(θ相)第二相粒子。2524-T34铝合金中有长方形Al20Cu2Mn3相(弥散相)、粗大的Al7Cu2Fe或Al2Cu2(Fe,Mn)3相(β相),以及圆形Al2Cu相(θ相或θ′相)或Al2Cu Mg相(S相)。2024-T3和2524-T34铝合金的包铝层受滑移带变形的影响而为裂纹萌生提供条件,成为裂纹萌生的主要位置。另外,其裂纹还在不同的第二相粒子处萌生。     

挤压铸造半固态A356铝合金的组织与力学性能

采用低温铸造方法制备A356铝合金半固态坯料.在200 t立式油压机上用挤压铸造方法将A356铝合金半固态浆料挤压成件.研究挤压铸造件的微观组织、力学性能,并与液态挤压铸造件进行比较.结果表明,A356铝合金半固态挤压铸造件组织由球形及椭圆形α-Al晶粒和α+Si共晶成分组成,且制件充型完整、无宏观缩孔、组织致密.在比压48.7 MPa,浇注温度575℃,保压时间3s条件下成形的半固态挤压铸造件的抗拉强度、屈服强度、伸长率分别达到278 MPa、225 MPa、13.2％,相比于在比压48.7 MPa,保压时间3s,710℃液态挤压铸造件性能分别提高了8.6％、8.2％、24.5％.A356铝合金半固态挤压铸造成形件具有较高的综合力学性能.     

铸造A356铝合金的低周疲劳行为

研究不同加钛方式和钛含量对铸造A356铝合金常温低周疲劳行为的影响,分析合金疲劳断口的形貌特征.结果表明:4种A356合金均表现出明显的循环硬化行为,但Ti含量(质量分数)为0.14%的合金比Ti含量为0.10%的合金具有更高的循环硬化率.在低应变时,加钛方式对合金的循环硬化影响相近;而在高应变时,电解加钛A356合金...     

2397合金高周疲劳性能及裂纹萌生扩展行为

研究了2397-T87铝锂合金的高周疲劳性能及裂纹萌生扩展行为。结果表明:在应力比R=0.1时,2397-T87铝锂合金L方向、LT方向和ST方向光滑试样(K_t=1.0)的疲劳寿命极限分别约为192,243和151 MPa;缺口试样(K_t=3.0)的疲劳寿命极限分别约为72,78和70 MPa。其疲劳裂纹主要萌生于试样表面,以及氧化物、夹杂等脱落形成的空洞,Al(CuFeMn)第二相杂质粒子。驻留滑移带(PSB)和晶粒取向对其疲劳裂纹早期扩展有重要影响。     

2A97铝锂合金的疲劳裂纹萌生及早期扩展行为(英文)

研究2A97铝锂合金的疲劳裂纹萌生及早期扩展行为。在室温条件下,采用光滑试样进行疲劳测试,其中最大应力为恒定值,应力比R为0.1,频率f为40 Hz。利用金相显微镜、透射电镜、扫描电镜及电子背散射衍射等手段对合金的微观组织进行分析,研究合金的疲劳裂纹萌生及早期扩展行为与其微观组织的关系。结果表明:2A97合金的疲劳裂纹主要萌生于试样表面的杂质相和粗大第二相处;其疲劳裂纹的早期扩展行为主要受晶粒结构与位错或滑移带共同作用的影响。当相邻晶粒的错配度接近于其晶内的最优滑移面的位向差时,大角度晶界强烈阻碍滑移带的运动,从而导致裂纹分叉和偏折。     

A7N01S-T5铝合金焊接热影响区腐蚀疲劳裂纹萌生行为研究

以高速列车常用的A7N01S-T5铝合金型材焊接热影响区为研究对象,分析析出相的SEM组织及化学成分,采用超景深显微镜观察不同时间节点腐蚀疲劳裂纹萌生过程,并统计分析点蚀坑的面积及最大径长。结果表明,热影响区的腐蚀面积率、腐蚀速率、蚀坑最大径长均随着试验时间的增加而增加,腐蚀坑主要沿着挤压方向分布的大颗粒、富含Fe的二相粒子周围萌生,在交变应力的促进作用下,热影响区腐蚀疲劳裂纹在腐蚀坑最大径向方向沿着挤压方向萌生、扩展。     

The effect of hot isostatic pressing on crack initiation, fatigue, and mechanical properties of two cast aluminum alloys

This article presents the results of an experimental materials testing program on the effect of hot isostatic pressing (HIP) on the crack initiation, fatigue, and mechanical properties of two cast aluminum alloys: AMS 4220 and 4225. These alloys are often used in castings for high temperature applications. Standard tensile and instrumented Charpy impact tests were performed at room and elevated temperatures. The resulting data quantify improvements in ultimate tensile strength, ductility, and Charpy impact toughness from the HIP process while indicating little change in yield strength for both alloys. In addition standard fracture mechanics fatigue tests along with a set of unique fatigue crack initiation tests were performed on the alloys. Hot isostatic pressing was shown to produce a significant increase in cycles to crack initiation for AMS 4225, while no change was evident in traditional da/dN fatigue crack growth. The data permits comparisons of the two alloys both with and without the HIP process.     

Effects of solidification structure on fatigue crack initiation and fatigue strength in Al−Si−Mg cast alloys

Rotating-bending uniaxial fatigue tests and micro-fatigue crack initiation tests were carried out using a permanent mold cast (PMC) and semi-solid die cast (SDC) with Al−7%Si−0.35%Mg composition in order to examine the relationship between solidification structures and fatigue behaviors. The crack length was measured using a replication method. Fatigue strength was improved in SDC, which was almost consistent with the predicted fatigue strength using the size of Si particle cluster. Resistance to fatigue crack initiation and fatigue strength were improved in SDC owing to the finer Si cluster and to higher ultimate tensile strength. Fatigue crack in PMC was preferentially initiated at pores. For SDC, the fatigue crack was initiated at the Si particle/matrix interface, and then sucessively grew along eutectic cell boundaries.     

2524-T34合金疲劳裂纹的萌生和扩展行为

通过四点弯曲疲劳试验研究2524-T34板材的疲劳性能,借助金相和扫描电镜观察疲劳裂纹的萌生和扩展行为。结果表明:2524合金具有良好的疲劳性能,疲劳强度达到屈服强度的80%以上;疲劳裂纹主要在第二相粒子以及第二相粒子/基体界面萌生,裂纹扩展过程中的偏转与晶界的阻碍有关;相邻晶粒内两个有利滑移面之间的位向差是控制裂纹通过晶界扩展的重要因素。     

Mn/Fe摩尔比对A356铸造铝合金富铁相形态的影响

在含1.0%Fe(质量分数)的A356铝合金中添加不同含量的Mn,采用OM、SEM、EDS及DSC等分析方法研究Mn/Fe摩尔比对富铁相形态的影响及其规律,探讨添加Mn后A356-1.0Fe合金中物相的凝固顺序。结果表明:随着Mn/Fe摩尔比的提高,富铁相形态的演变顺序为:针状→汉字状→树枝状→星形→多边形状,当Mn/Fe摩尔比超过1.2时可基本消除针状铁相。富铁相中(Fe,Mn)/Si摩尔比随富铁相形态的凝固先后顺序逐渐增加,分别为针状富铁相中(Fe,Mn)/Si摩尔比为0.5~0.7,树枝状和汉字状富铁相中(Fe,Mn)/Si摩尔比为的1.2~1.7,星型和多边形富铁相中(Fe,Mn)/Si摩尔比为1.9。富铁相的平均晶粒尺寸和体积分数随Mn/Fe摩尔比的增加先增加后减小,而后再增加。其中当Mn/Fe摩尔比为1.0时,富铁相的平均晶粒尺寸和体积分数均为最小,与A356-1.0Fe合金的相近。此外,Mn的添加有利于提高共晶相和α(Al)基体相的形成温度,有利于多边形富铁相的形成。