温度对铸造Al-Si9-Cu3-Fe1合金缸体力学性能与高周疲劳性能的影响

发布时间：2021-01-06 15:34

　　从实际铸造Al-Si9-Cu3-Fe1合金缸体上取样,分别在不同温度（室温、150、200、250℃）下进行拉伸和高周疲劳试验（10⁴～10⁷周次）,获得了合金在不同温度下的力学性能、应力-寿命（S-N）曲线及疲劳极限,然后采用扫描电镜分析疲劳断口形貌。结果表明:随着温度的升高,合金的抗拉强度降低,断后伸长率增加;温度对合金高周疲劳性能的影响并不明显,这是因为疲劳极限在很大程度上决定于缺陷而非基体材料的性能。因此实际铸造缸体在不同温度下的力学性能差别较大,而高周疲劳性能差别较小。 

【文章来源】：上海金属. 2020,42(04)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

拉伸和疲劳试样尺寸

试验材料为铸造Al-Si9-Cu3-Fe1合金缸体，从缸体铸件上切取拉伸试样和疲劳试样，取样位置如图1所示(位置1为拉伸试样取样位置，2和3为疲劳试样取样位置)，试样尺寸如图2所示。单向拉伸试验在AG-X plus 50 k N电子万能试验机上进行，试验温度分别为23、150、200、250℃，应变速率为0.01 s-1，拉伸后将试样空冷至室温。疲劳试验根据GB/T 3075—2008在INSTRON8801/MTS37液压疲劳试验机上进行，试验温度分别为23、150、200和250℃，试验频率为30 Hz，应力比R=-1。疲劳试验结束后，将疲劳断口切开进行宏观和微观分析。图2 拉伸和疲劳试样尺寸

图4为不同温度下铸铝合金的工程应力-工程应变曲线，可以看出随着温度的升高，Al-Si9-Cu3-Fe1合金的抗拉强度降低，断后伸长率增加，拉伸曲线具有连续屈服特征。从图5可以看出，当拉伸温度从室温(23℃)升高到250℃时，合金的抗拉强度从230 MPa降低到120 MPa，降低了47.8%;屈服强度从153 MPa降低到107 MPa，降低了30.1%;断后伸长率从1%增大到2%，增加了100%。室温和150℃拉伸时合金的屈服强度和断后伸长率接近，抗拉强度差异明显;150和200℃拉伸时合金的抗拉强度接近。图4 不同温度拉伸试验的Al-Si9-Cu3-Fe1合金的工程应力-工程应变曲线

【参考文献】：
期刊论文
[1]铝硅合金高周疲劳损伤的微观机理[J]. 王龙,李志强,吴建国,冯国林,封雪.  机械工程师. 2018(01)
[2]铸造铝合金AlSi9 Cu3低周疲劳行为[J]. 刘斌,何国求,樊康乐,刘晓山,佘萌,朱旻昊.  功能材料. 2014(04)
[3]A356铝合金高周疲劳循环形变分析[J]. 范宋杰,何国球,刘晓山,徐瑞萱.  上海金属. 2007(06)

硕士论文
[1]活塞用铝硅合金中硅相对高温疲劳性能的影响[D]. 曹思婷.西安工业大学 2018



本文编号：2960826