冷熱循環(huán)作用下若干航天合金的微觀結構與性能.pdf

1、為了考察低地球軌道環(huán)境下金屬材料的冷熱疲勞損傷機制，本文采用模擬實驗對TC4鈦合金、2A12鋁合金、7A09鋁合金在冷熱循環(huán)作用下的組織及性能變化進行了研究。利用X-ray衍射儀對不同次數(shù)冷熱循環(huán)的樣品表面的取向行為進行分析，通過光學顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)等表面分析儀器對冷熱循環(huán)樣品的表面形貌以及微觀結構進行了表征，并利用顯微硬度計對輻照冷熱循環(huán)樣品的硬度性能進行了測試。
　　 航天材

2、料經過冷熱循環(huán)后，都經歷了一個疲勞硬化和疲勞軟化過程。不過對于不同的材料，由于組織和成分及熱處理方式等的不同，硬化速率和軟化速率也有很大的差別。
　　 對TC4鈦合金進行冷熱循環(huán)實驗的結果表明:隨著循環(huán)次數(shù)的增加，0～100次的冷熱循環(huán)過程中樣品硬度無明顯變化，在100～200次循環(huán)的過程中，樣品的硬度迅速增加到最大值，在隨后的冷熱循環(huán)過程中樣品出現(xiàn)了循環(huán)軟化現(xiàn)象。冷熱循環(huán)過程中TC4鈦合金的性能變化與其微觀結構的演化行為關系密

3、切，原始TC4樣品為典型的α+β形貌，循環(huán)至200次時其典型的結構是位錯纏結和位錯胞的混合結構。經過300次冷熱循環(huán)后樣品中的典型結構轉變?yōu)槌叽巛^大的位錯胞狀亞結構，晶界容易成為應力集中的區(qū)域并萌生微裂紋。500次循環(huán)樣品中的典型結構為位錯胞演化而成的亞晶以及晶內的孿晶和割階結構。晶界、亞晶界、孿晶界以及割階界面是應力集中和萌生微裂紋的擇優(yōu)區(qū)域。形成的孔洞、位錯塞積、孿晶界、晶界和亞晶界以及割階界面等都是疲勞裂紋萌生的有利位置。

4、　　 2A12和7A09鋁合金經過冷熱循環(huán)的實驗結果表明都表明:在0～200次的冷熱循環(huán)過程中樣品硬度迅速降低，在200～300次循環(huán)樣品硬度有所升高，300次循環(huán)后樣品硬度迅速下降，出現(xiàn)循環(huán)軟化現(xiàn)象。只是2A12鋁合金在循環(huán)過程中的最大硬度遠高于原樣，而7A09鋁合金在循環(huán)過程中的最大硬度遠低于原樣。7A09的原樣是高密度的GP區(qū)結構，300次冷熱循環(huán)時樣品中形成了部分細小的針狀η＇相和少量的η及GP區(qū);而500次循環(huán)樣品中η’相消