Al-Cu合金定向凝固組織熱疲勞性能影響因素的研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，人們對材料的使用要求日益增加，要求材料能夠在各種實際應(yīng)用環(huán)境中有較好的性能。在實際應(yīng)用中，斷裂是機械零件和工程構(gòu)件的三種主要失效形式之一，造成的事故往往使生命和財產(chǎn)受到巨大的損失，而絕大多數(shù)斷裂由疲勞引起。定向凝固合金是伴隨著高溫合金的發(fā)展而逐漸發(fā)展起來的。定向凝固合金的使用很多都牽涉到高溫的環(huán)境，而疲勞斷裂是一大重要的使用隱患，因此對其熱疲勞性能的研究相當(dāng)迫切。而目前對Al-Cu定向凝固合金熱疲勞性能的研究進行得很少，

2、系統(tǒng)的研究更加少見報道，因此，本課題具有相當(dāng)?shù)膶嶋H研究價值。 本實驗在接近材料實際工況的試驗條件下，在自約束型熱疲勞試驗機進行熱疲勞試驗和熱疲勞裂紋萌生及擴展規(guī)律的研究。以Al-Cu定向凝固合金為研究對象，通過光學(xué)顯微鏡、SEM以及熱疲勞試驗等研究了Cu含量，稀土元素和過熱處理對Al-Cu定向凝固合金熱疲勞性能的影響以及熱疲勞裂紋萌生和擴展的機制，模擬了試驗的溫度場，并且分析了試樣的熱應(yīng)力分布。 選用帶預(yù)制裂紋的熱疲勞試

3、樣，以預(yù)制裂紋尖端為起始點，裂紋出現(xiàn)至長度達到0.1mm為熱疲勞裂紋萌生階段；裂紋長度大于0.1mm以后為熱疲勞裂紋擴展階段。以熱疲勞裂紋長度達到0.1mm所需冷熱循環(huán)次數(shù)即熱疲勞裂紋萌生壽命為標(biāo)準(zhǔn)評定不同類型合金對熱疲勞裂紋萌生的抗力；以相同循環(huán)次數(shù)下熱疲勞裂紋的長度為標(biāo)準(zhǔn)評定不同類型合金對熱疲勞裂紋擴展的抗力。 在本研究條件下，主要得出以下結(jié)論： Cu含量對Al-Cu定向凝固合金的熱疲勞性能有一定程度的影響，隨著Cu