【摘 要】
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由于疲劳断裂的隐秘性和突发性,疲劳损伤一直是影响铝合金构件服役安全的关键问题。大量的研究表明,服役环境是影响铝合金疲劳损伤一个重要因素。而目前国内外主要针对铝合金在温度、腐蚀介质、湿度和气氛环境等方面展开了研究,但在粉尘环境对铝合金疲劳损伤行为的影响还鲜有报道。本文研究了实地环境粉尘对7N01-T6铝合金疲劳裂纹扩展行为的影响。结果表明:（1）在裂纹扩展前中期,扬尘、煤尘和矿尘粉尘颗粒能降低铝合金
【基金项目】
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国家自然科学基金青年科学基金项目的支持下（细微吸附颗粒对铝合金构件疲劳损伤行为的影响机理研究（51405153））；
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由于疲劳断裂的隐秘性和突发性,疲劳损伤一直是影响铝合金构件服役安全的关键问题。大量的研究表明,服役环境是影响铝合金疲劳损伤一个重要因素。而目前国内外主要针对铝合金在温度、腐蚀介质、湿度和气氛环境等方面展开了研究,但在粉尘环境对铝合金疲劳损伤行为的影响还鲜有报道。本文研究了实地环境粉尘对7N01-T6铝合金疲劳裂纹扩展行为的影响。结果表明:（1）在裂纹扩展前中期,扬尘、煤尘和矿尘粉尘颗粒能降低铝合金的疲劳扩展速率。而铝合金在砂尘颗粒环境下的裂纹扩展速率与空气环境下的裂纹扩展速率接近。（2）扬尘和煤尘颗粒作用下的疲劳裂纹路径比空气环境下的路径更加曲折,裂纹发生了多次偏转。细小的颗粒进入裂缝中,会促进裂纹闭合效应,并导致裂纹尖端产生大量的滑移,从而萌生了许多微裂纹和裂纹分支,极大的消耗了扩展能量。（3）颗粒的弹性模量对铝合金的疲劳扩展速率有显著影响,石墨颗粒会加快铝合金的疲劳裂纹扩展速率,这是因为石墨的弹性模量较小,在疲劳加载过程中被压碎成小颗粒,被压碎的细微颗粒能有效的减少裂纹接触面之间的摩擦,弱化了裂纹闭合效应。（4）弹性模量与铝基体接近的氧化钙颗粒对铝合金疲劳扩展速率的影响较小,这是由于减少摩擦力和提前闭合效应的相互抵消作用,使得疲劳裂纹扩展速率与空气环境下的疲劳裂纹扩展速率接近。（5）弹性模量大于铝基体的氧化铝颗粒则会减慢疲劳裂纹的扩展速率,颗粒则会沉积在裂纹表面并造成裂纹的提前闭合,降低了ΔKeff值,因此疲劳裂纹扩展速率明显要慢于空气环境下的疲劳裂纹扩展速率。（6）二氧化锰颗粒会显著加快裂纹扩展速率。这是由于二氧化锰的弹性模量非常大,这些不易破碎的颗粒进入裂缝中时,会造成裂纹尖端的应力集中,对铝合金整个扩展周期的速率起到显著加速的作用。
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