论文部分内容阅读
作为一种具有高比强度和比刚度的轻质金属材料,镁合金已在汽车、航空、计算机及通讯等工业领域获得了广泛的应用。疲劳是各种工程构件服役期间的主要失效形式之一,对于镁合金结构件亦不例外。因此,研究镁合金的疲劳变形和断裂行为不仅具有理论意义,而且也具有一定的实用价值。本文主要针对不同处理状态的挤压变形Mg-Mn-Si-RE合金的低周疲劳行为进行了系统的研究,以期为此种镁合金的抗疲劳设计和合理使用提供可靠的理论依据。疲劳实验结果表明,不同处理状态的挤压变形Mg-Mn-Si-RE合金可表现为循环应变软化、循环应变硬化和循环稳定,主要取决于外加总应变幅的高低以及合金的热处理状态。当外加总应变幅大于0.45%时,热处理可导致挤压变形Mg-Mn-Si-RE合金在疲劳变形期间的循环应力幅降低,其中以固溶处理引起的挤压变形Mg-Mn-Si-RE合金的循环应力幅的降低幅度最大。固溶+时效处理可以提高挤压变形Mg-Mn-Si-RE合金在较高外加总应变幅下的疲劳寿命,而固溶处理和时效处理通常则降低挤压变形Mg-Mn-Si-RE合金的疲劳寿命。不同处理状态的挤压变形Mg-Mn-Si-RE合金的弹性应变幅、塑性应变幅与断裂时的载荷反向周次之间均呈线性关系,并可分别用Basquin和Coffin-Manson公式来描述。不同处理状态的挤压变形Mg-Mn-Si-RE合金拉伸滞后能的理论计算值与应变疲劳寿命之间均呈线性关系,且可以利用这种线性关系预测挤压变形Mg-Mn-Si-RE合金的应变疲劳寿命。不同处理状态的挤压变形Mg-Mn-Si-RE合金的循环应力-应变曲线呈现双斜率线性关系。疲劳断口形貌分析结果表明,在总应变控制的疲劳加载条件下,不同处理状态的挤压变形Mg-Mn-Si-RE合金的疲劳裂纹均是以穿晶方式萌生于试样表面,并以穿晶方式扩展,而且在疲劳裂纹扩展区呈现解理断裂特征。