论文部分内容阅读
7050铝合金具有较高的强度、较好的断裂韧性、较满意的抗应力腐蚀性能和良好的淬透性,是目前综合性能很好的铝合金之一。在同时要求具有高强度、抗应力腐蚀和断裂性能的航空材料场合,7050铝合金是第一选择。本论文采用拉伸力学性能测试、疲劳寿命试验、裂纹扩展速率测试以及断裂韧性测试,利用金相显微镜、透射电子显微分析(TEM)、扫描电子显微分析(SEM)以及EBSD观察,研究了不同热处理状态(T6、、T74、RRA)和不同厚度(35mm和160mm)下7050铝合金厚板的微观组织、疲劳特性、疲劳裂纹扩展速率以及该合金的断裂韧性。得出的结论如下：1.RRA态合金晶内为弥散可切过的粒子,和T6峰时效态合金相似。晶界析出相在回归阶段持续长大,最终晶界微观组织和T74过时效态合金相似,PFZ宽度小于T74态。热处理制度对7050铝合金厚板的力学性能有重要的影响, RRA回归再时效、T6峰时效、T74过时效三种热处理状态下的拉伸强度的高低次序为：T74<T6<RRA,RRA态与T6态试样的力学性能相差不大。2.7050-T74铝合金厚板的疲劳强度为260MPa。应力幅值越大,裂纹源距材料的自由表面越近,无辉纹区域的面积也越小；裂纹扩展区中疲劳辉纹的间距、裂纹扩展速率以及疲劳断口上瞬断区占总断面面积的比例也越大。3.RRA态7050铝合金裂纹倾向于晶内曲折扩展,其疲劳裂纹扩展抗性高于T74态试样。160mm7050铝合金板材再结晶程度高,晶粒粗大,虽强度较低,但疲劳裂纹扩展速率显著低于35mm板材。合金板材在同一厚度处,其裂纹扩展速率具有明显的各向异性,T-L取向的裂纹扩展速率明显大于L-T取向的裂纹扩展速率。应力比R对疲劳裂纹扩展行为有显著影响：较高应力比下的疲劳裂纹扩展速率要高于较小应力比下的疲劳裂纹扩展速率,前者有较小的疲劳裂纹门槛值且在较低的AK下裂纹扩展进入快速断裂阶段。4.过时效状态7050铝合金的断裂方式以粗大第二相粒子引起的韧窝断裂为主。粗大的第二相恶化合金的断裂韧性,在断裂过程中容易成为裂纹的核心,促进合金的断裂。160mm厚度板材断裂韧性小于35mm板材在于前者再结晶大角度晶界恶化合金的断裂韧性,促进合金的断裂。在断裂韧性试验过程中,该合金板材的断裂机制主要包括穿晶韧窝开裂和沿晶断裂两种。