含Sc7050鋁合金疲勞性能研究.pdf

1、7050鋁合金屬于Al-Zn-Mg-Cu系的高強(qiáng)鋁合金，在航空、航天領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，對(duì)鋁合金力學(xué)性能特別是疲勞和斷裂性能的要求越來(lái)越高。因此，研究如何進(jìn)一步改善高強(qiáng)鋁合金的力學(xué)性能是一項(xiàng)有意義的工作。本文作者通過(guò)向7050合金加入微量Sc元素，制備了不同Sc含量的含Sc7050合金，研究了Sc對(duì)7050合金的時(shí)效硬化行為、軸向高周疲勞性能、疲勞裂紋的萌生抗力與擴(kuò)展速率以及斷裂韌性的影響。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:

2、>　　(1)研究了單級(jí)和雙級(jí)固溶處理對(duì)鑄態(tài)含Sc7050合金的時(shí)效硬化行為的影響。結(jié)果表明，單級(jí)固溶處理時(shí)，與460℃和480℃固溶處理相比，在470℃下保溫1h后再經(jīng)120℃時(shí)效處理，含Sc和不含Sc7050合金均可獲得最高的峰值硬度，因此，470℃可作為含Sc7050合金的理想固溶處理溫度。Sc含量對(duì)460℃固溶處理的含Sc7050合金的時(shí)效硬化行為沒(méi)有明顯影響，但經(jīng)過(guò)470℃和480℃固溶處理后，Sc含量較高的含Sc7050合金可

3、以獲得更高峰值硬度;雙級(jí)固溶處理時(shí)，含Sc7050合金的時(shí)效硬化行為沒(méi)有明顯變化，與單固溶處理合金的時(shí)效硬化行為基本一致。
　　(2)研究了含Sc7050合金的軸向高周疲勞性能。結(jié)果表明，含Sc7050合金樣品的疲勞性能均明顯優(yōu)于不含Sc7050合金，因此，加Sc有利于改善7050合金的高周疲勞性能。Sc含量對(duì)含Sc7050合金的疲勞性能有一定影響，Sc含量為0.252％的合金樣品具有最好的疲勞性能，當(dāng)Sc含量為0.484％時(shí)，合

4、金樣品的疲勞性能有所下降，這表明過(guò)高的Sc含量并不能進(jìn)一步改善7050合金的高周疲勞性能。
　　(3)研究了Sc對(duì)7050合金的疲勞裂紋萌生抗力和疲勞裂紋擴(kuò)展行為。結(jié)果表明，隨著Sc含量的增加，合金樣品的疲勞裂紋萌生壽命先增加后降低，當(dāng)Sc含量為0.252％時(shí)，合金具有最強(qiáng)的疲勞裂紋萌生抗力。疲勞裂紋擴(kuò)展的試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)應(yīng)力比R=0.1時(shí)，Sc含量為0.252％的含Sc7050合金具有最強(qiáng)的疲勞裂紋擴(kuò)展阻力，而當(dāng)應(yīng)力比R=0.5

5、時(shí)，Sc含量為0.484％的合金則表現(xiàn)出最強(qiáng)的疲勞裂紋擴(kuò)展抗力。由此可見(jiàn)，Sc對(duì)7050合金疲勞裂紋擴(kuò)展行為的影響沒(méi)有表現(xiàn)出規(guī)律性，這有待于進(jìn)一步研究。
　　(4)研究了Sc對(duì)含Sc7050合金斷裂韌性的影響。結(jié)果表明，隨著Sc含量的增加，7050合金的強(qiáng)度比上升，當(dāng)Sc含量為0.252％時(shí)，合金的強(qiáng)度比最高，因而具有相對(duì)最高的斷裂韌性，進(jìn)一步增加Sc含量，合金的斷裂韌性反而低降。
　　綜上所述，加入0.25％左右的Sc對(duì)改