變形鎂合金低周疲勞行為研究.pdf

1、變形鎂合金的疲勞行為受到織構(gòu)、晶粒度、第二相、合金元素等諸多因素的影響。實(shí)際應(yīng)用中，鎂合金作為結(jié)構(gòu)件所受應(yīng)力狀況相對(duì)復(fù)雜，且常常受到結(jié)構(gòu)約束，進(jìn)行應(yīng)變控制的低周疲勞實(shí)驗(yàn)更能揭示材料的疲勞規(guī)律及損傷機(jī)理，所得疲勞壽命曲線對(duì)實(shí)際情況更具有指導(dǎo)意義。
　　 本文對(duì)常規(guī)擠壓AZ31鎂合金、AZ80鎂合金以及Mg-10Gd-2Y-0.5Zr合金進(jìn)行等徑角擠壓(Equal Channel Angular Pressing，ECAP)、退火、

2、固溶、時(shí)效等處理，通過靜態(tài)力學(xué)實(shí)驗(yàn)、低周疲勞實(shí)驗(yàn)、斷口形貌觀察等手段，研究織構(gòu)、晶粒度及第二相對(duì)鎂合金低周疲勞行為的影響，得出以下結(jié)果:
　　 (1)AZ31鎂合金經(jīng)ECAP擠壓后獲得基面與擠壓軸呈45°角的軟織構(gòu)，屈服強(qiáng)度下降，在疲勞過程中表現(xiàn)出循環(huán)軟化行為，并且具有明顯的再結(jié)晶現(xiàn)象，疲勞壽命高于初始擠壓態(tài)AZ31鎂合金。ECAP試樣退火后晶粒長大，強(qiáng)度下降?？棙?gòu)相對(duì)于ECAP試樣發(fā)生改變，不利于滑移系開動(dòng)，疲勞過程中發(fā)生孿生

3、，應(yīng)力集中變得明顯，疲勞壽命低于ECAP試樣。
　　 (2)AZ80鎂合金經(jīng)時(shí)效處理后大量第二相析出，強(qiáng)度高于初始擠壓態(tài)及固溶態(tài)試樣，拉-壓不對(duì)稱性降低，使得試樣在疲勞過程中平均應(yīng)力降低。初始擠壓態(tài)和固溶態(tài)試樣斷口形核區(qū)面積均大于時(shí)效態(tài)試樣，由于塑性區(qū)尺寸較小，時(shí)效試樣形核區(qū)表面較為粗糙，呈小平面特征，斷口表面存在二次裂紋，表明局部應(yīng)力集中較為明顯。時(shí)效態(tài)AZ80鎂合金低周疲勞壽命低于初始擠壓態(tài)和固溶態(tài)AZ80鎂合金。
　

4、　 (3)Mg-10Gd-2Y-0.5Zr合金經(jīng)固溶后Gd、Y等稀土元素融入基體，合金強(qiáng)度提高，孿生行為受到抑制，織構(gòu)弱化，拉-壓不對(duì)稱性明顯降低，在疲勞過程中表現(xiàn)出較低的平均應(yīng)力。固溶Mg-10Gd-2Y-0.5Zr合金塑性應(yīng)變幅低于常規(guī)擠壓AZ31鎂合金，疲勞壽命較高。固溶Mg-10Gd-2Y-0.5Zr合金裂紋尖端塑性應(yīng)變區(qū)面積小于常規(guī)擠壓AZ31鎂合金，對(duì)應(yīng)其較為粗糙的斷口表面，有利于誘發(fā)裂紋尖端閉合，降低疲勞裂紋擴(kuò)展速率，提