单轴循环应力下7075铝合金的棘轮疲劳交互行为研究

发布时间：2018-07-08 17:00

本文选题：7075铝合金 + 棘轮行为　；参考：《合肥工业大学》2017年硕士论文

【摘要】：7075铝合金因具备相对较小的密度、较高的比强度、优秀的热加工性、出众的耐腐蚀及易焊性等性能,被广泛应用于飞机、船舶、汽车及铁路车辆等承力结构件上。由于这些结构件长期处于循环交变载荷服役条件,故而对该合金非对称循环载荷下的棘轮行为和低周疲劳进行研究尤显重要。本文着重对7075-T651铝合金通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)观测合金循环变形前后的微观组织形貌、原始组态及物相分析,选取热挤压态7075-T651铝合金进行棘轮-疲劳试验,探究7075合金特定条件下的棘轮行为特征和疲劳损伤微观机理。得出结论如下:7075-T651铝合金晶材料主要含有弥散分布于基体中的强化相MgZn2,较为粗大的异质相Al7Cu2Fe多沿轧向呈流线型于晶界处不均匀析出,同时还含有少量富Si夹杂物。在不同加载条件下,材料均表现出棘轮应变累积特征,且初期塑变累积明显。材料的单轴棘轮应变随应力幅、中间应力的增加而增大。谷值应力恒定时,随着峰值应力的增大,棘轮应变值越大,棘轮稳定阶段的应变率也越大;峰值应力恒定时,随着谷值应力的降低,棘轮应变呈现不规则性,无明显规律。棘轮-疲劳实验中,材料的疲劳寿命与最终棘轮应变呈一定的负相关性,即较高的应力水平下,最终棘轮应变越大,材料疲劳寿命越短,棘轮演化过程中稳态阶段较短,在整个循环载荷过程中,棘轮损伤占主导地位。影响载荷水平的参数有峰值应力σmax、应力比|R|、应力加载速率。棘轮-疲劳交互作用后的断口分析可知,载荷水平越高,裂纹源区与扩展区比例越少,棘轮损伤占失效过程主导。结合位错组态演化分析材料单轴棘轮行为特征。循环初期的位错密度显著增加,且被析出相粒子钉扎,位错增殖阻力增大,导致材料棘轮应变率下降。随着循环载荷周次增加,位错密度连续增大,其组态也由位错线演化为塞积和轻度缠结,进一步载荷下会出现位错墙等更为复杂的位错形式,相对于初始阶段此类组态较为稳定,因此应变率也明显降低。
[Abstract]:The results are as follows : The higher the stress level , the higher the strain rate of the ratchet , the higher the strain rate of the ratchet strain . The results show that the higher the stress level , the higher the strain rate of the ratchet , the higher the strain rate of the ratchet . This configuration is more stable with respect to the initial stage , so the strain rate is also significantly reduced .
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG146.21

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