热处理对Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金的显微结构及疲劳裂纹扩展行为的影响

• 作者: 向浩 李梦佳 潘清林 胡权 虞学红 邹浩 陈婧 黄志其
• 来源期刊: 中南大学学报（英文版）
• 关键词: Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金 热处理 显微组织 疲劳裂纹扩展速率 疲劳裂纹扩展路径
• 年，卷（期）: 2018,（5）
• 页码范围: 961-975
• 页数: 15页
• 字数: 1037字
• 语种: 英文
• DOI: 10.1007/s11771-018-3797-5

摘要

本文采用电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微分析(TEM)、扫描电子显微分析(SEM)、室温拉伸性能测试和疲劳裂纹扩展测试的方法研究了4种时效处理(欠时效、峰时效、过时效和双级时效)对Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金的显微组织和疲劳裂纹扩展行为的影响. 结果表明:合金中的Al3(Sc,Zr)粒子能显著地细化合金晶粒、提升拉伸性能和抗疲劳裂纹扩展性能.其中,欠时效样品和双级时效样品的平均晶粒尺寸分别为4.9473 μm和4.1257 μm,峰时效处理后样品达到最高的屈服强度和抗拉强度(561 MPa和581 MPa).基于Laird 模型和 Griffith理论,本文研究了合金在Paris区域中的裂纹扩展速率、裂纹曲折与分叉、裂纹钝化与裂纹的沿晶和穿晶扩展行为.结果表明,欠时效样品表现出最佳的抗疲劳裂纹扩展性能,其裂纹路径最为曲折、裂纹分叉最多.在高速扩展区域中,所有样品的疲劳裂纹扩展速率均和屈服强度负相关.