循環(huán)載荷下AZ31B鎂合金加工硬化行為及疲勞產(chǎn)熱數(shù)值模擬.pdf_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、鎂合金以其輕質(zhì)、良好的強(qiáng)度與剛度、較強(qiáng)的導(dǎo)電和導(dǎo)熱、抗震以及可以全回收無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),在航空航天、汽車制造等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,但這些領(lǐng)域多承受交變載荷,從而使其成為薄弱環(huán)節(jié)。疲勞斷裂因具有突發(fā)性往往會(huì)造成嚴(yán)重的事故,因而對(duì)鎂合金的疲勞性能進(jìn)行研究可以為其更廣泛的應(yīng)用提供理論依據(jù)。紅外熱像技術(shù)可以利用試件表面的溫度變化對(duì)材料的疲勞性能進(jìn)行表征,并且能從疲勞過(guò)程的能量耗散角度對(duì)疲勞失效進(jìn)行深層次的探索,因而使用紅外熱像法對(duì)鎂合金的疲勞進(jìn)

2、行研究具有現(xiàn)實(shí)的價(jià)值與意義。金屬材料在循環(huán)載荷下的斷裂過(guò)程主要包括:循環(huán)載荷下的加工硬化/軟化--裂紋萌生-裂紋擴(kuò)展-最后斷裂。因此,研究鎂合金循環(huán)載荷下的加工硬化行為對(duì)研究鎂合金的疲勞性能具有重要意義。本文通過(guò)對(duì) AZ31B鎂合金在循環(huán)載荷下的加工硬化行為進(jìn)行研究,得到如下結(jié)論:
  利用紅外熱像法對(duì) AZ31B鎂合金在疲勞過(guò)程中的溫度演化特征進(jìn)行了分析,結(jié)果表明其溫度演化過(guò)程存在5個(gè)不同的階段:初始溫度快速上升階段,溫度下降階

3、段,溫度穩(wěn)定階段,溫度急劇上升階段和失效后溫度自然冷卻階段,由于鎂合金存在加工硬化現(xiàn)象,進(jìn)而導(dǎo)致在初始快速溫升之后溫度急劇下降。
  利用透射電鏡對(duì) AZ31B鎂合金在疲勞過(guò)程中的微觀組織變化進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)在此過(guò)程中存在位錯(cuò)的增殖與湮滅,其增殖和湮滅與試件的加工硬化以及溫度變化有著較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)疲勞過(guò)程中的遲滯回線的變化進(jìn)行了研究發(fā)現(xiàn),遲滯回線面積變化與溫度變化和位錯(cuò)的增殖有著良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
  為了驗(yàn)證加工硬化現(xiàn)象,

4、對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)疲勞的試件進(jìn)行拉伸試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)抗拉強(qiáng)度隨著循環(huán)次數(shù)的增加出現(xiàn)先增大后減小再增大的現(xiàn)象。當(dāng)預(yù)疲勞載荷低于130MPa時(shí),隨著預(yù)疲勞載荷的增加,抗拉強(qiáng)度增大,直到預(yù)疲勞載荷達(dá)到130 MPa,試件因出現(xiàn)明顯的疲勞損傷而導(dǎo)致抗拉強(qiáng)度下降??估瓘?qiáng)度的變化與疲勞過(guò)程中的加工硬化現(xiàn)象有著良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
  拉伸試驗(yàn)過(guò)程中,同時(shí)使用紅外熱像儀對(duì)試件表面的溫度變化進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)拉伸過(guò)程最高溫升值可以反映材料在疲勞過(guò)程中的加工硬化和軟化現(xiàn)

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