沉积颗粒对7N01-T6铝合金疲劳裂纹扩展行为的影响

陈宇强¹，宋文炜¹，潘素平²，刘文辉^1,3，宋宇锋^1,3，张浩^1,3

1. 湖南科技大学机电工程学院2. 中南大学高等研究中心3. 湖南科技大学高温耐磨材料及制备技术湖南省国防技术重点实验室

摘 要：利用自主设计的实验方法,结合疲劳裂纹扩展速率测试以及断口微观形貌观察研究了R=0.1和R=0.5两种应力比下,石墨和氧化铝沉积颗粒对7N01-T6铝合金疲劳裂纹扩展行为的影响。结果表明:在两种应力比条件下,裂纹扩展Ⅰ、Ⅱ阶段中,合金在石墨颗粒环境下的疲劳裂纹扩展速率均最快。当R=0.5时,在裂纹扩展Ⅰ、Ⅱ阶段,合金在氧化铝颗粒环境下的疲劳裂纹扩展速率最慢。当R=0.1时,在应力强度因子ΔK<15 MPa·m^1/2阶段,合金在氧化铝颗粒环境下的疲劳裂纹扩展速率最慢,在ΔK=15～30 MPa·m^1/2阶段,合金在氧化铝颗粒环境和大气环境下的疲劳裂纹扩展速率相当。石墨颗粒环境下合金疲劳裂纹扩展速率的增加是由于石墨颗粒的润滑作用降低了疲劳卸载过程中的裂纹闭合效应。氧化铝颗粒环境下合金疲劳裂纹扩展速率的降低是由于氧化铝颗粒在断面的沉积增强了疲劳卸载过程中的裂纹闭合效应。

关键词：沉积颗粒;铝合金;疲劳裂纹扩展;应力比;微观组织;