Cu-Cr-Zr合金的低周疲劳行为

发布时间：2021-09-05 19:40

　　通过室温低周疲劳（LCF）试验研究了Cu-Cr-Zr合金的低周疲劳性能和循环变形行为,利用电子背散射衍射、透射电镜和扫描电镜分别分析了合金循环变形前后的微观结构和疲劳断口。结果表明:Cu-Cr-Zr合金的弹性应变幅、塑性应变幅与断裂时的循环周次之间的关系可分别用Basquin和Coffin-Manson公式表示。Cu-Cr-Zr合金在高外加总应变幅（Δεt/2=0. 6%）的疲劳变形后期会出现循环硬化现象,循环变形组织为位错墙、位错团簇、亚结构胞状组织的混合结构,并且观察到了孪晶的形成。此外,所选材料在外加总应变幅为0. 4%时的疲劳断口呈现多疲劳源特征,疲劳裂纹扩展区中观察到了大量的撕裂棱、韧窝、以及犁沟。 

【文章来源】：金属热处理. 2020,45(04)北大核心CSCD

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【部分图文】：

Cu-Cr-Zr合金疲劳试验前的显微组织

表2给出了Cu-Cr-Zr合金的外加总应变幅与低周疲劳寿命的对应关系，从表2中可以看出，随着外加总应变幅的增加，合金的低周疲劳寿命均会持续下降，当外加总应变幅为0.4%、0.5%和0.6%时，低周疲劳寿命分别为8357、1413和1221次。这归因于高外加总应变幅下的循环应力会更大，其塑性应变分量也会较大，从而导致材料的低周疲劳寿命下降。对于总应变幅控制的低周疲劳测试，业界通常使用Coffin-Manson关系式来表示塑性应变幅(Δεp/2)与疲劳寿命(Nf)之间的关系，如式(1)所示:

图4为Cu-Cr-Zr合金在不同外加总应变幅下的半寿命循环应力-应变曲线(又被称为滞后环)。从图4中可以看出，滞后环的形状取决于外加总应变幅的大小，其值越大意味着每个循环周期内吸收的能量越多，从而缩短材料的循环周次。此外，Cu-Cr-Zr合金在所有外加总应变幅下均呈现拉-压对称现象，表现出较强的循环应力协调性。图4 Cu-Cr-Zr合金的半寿命循环应力-应变曲线

【参考文献】：
期刊论文
[1]Cu-Cr-Zr-Ti合金高温热变形行为及热加工图[J]. 蔡薇,高鹏哲,陈辉明,谢伟滨,汪航.  金属热处理. 2019(08)
[2]Cu-Cr-Zr系合金中Zr含量对初生相的影响[J]. 陈金水,王俊峰,朱明彪,肖翔鹏,杨斌.  金属热处理. 2018(07)

硕士论文
[1]铜合金接触线低周疲劳性能研究[D]. 李克欣.大连交通大学 2011



本文编号：3385964