固溶处理对2E12铝合金组织及疲劳断裂行为的影响
2012-08-01周明哲易丹青王斌黄道远
周明哲,易丹青,王斌,黄道远
(中南大学 材料科学与工程学院,湖南 长沙,410083)
Al-Cu-Mg系铝合金以其较高的强度及较好的抗疲劳损伤性能,长期以来被广泛应用于航天、航空工业及民用工业等领域,尤其是在航空飞行器上得到广泛应用,是航空工业的主要结构材料之一[1-3]。为了进一步提高飞行器的安全,美国Alcoa公司开发出替代2024-T3铝合金的2524-T3新型铝合金。通过降低合金中的Fe和Si杂质,2524-T3具有更优异的疲劳性能[4-8],并已在Boeing 777和空客A380等新型客机上得到应用。近年来,研究者通过研究发现影响 2000系铝合金疲劳性能的因素主要包括:晶粒尺寸、再结晶程度、粗大残留相、合金表面残余应力及时效阶段的析出相等[9-15]。通过不同的热处理手段可以调控合金的微观结构从而达到改善合金疲劳性能的目的。Sadeler等[16]发现提高固溶温度可明显改善2014铝合金的疲劳性能[16]。Grosskreutz等[17]通过研究发现:对于2024-T4合金,当加载循环应力时,基体中的残留相和夹杂相会与基体发生分离形成裂纹。Morris等[18-19]在研究2219-T851合金时发现:当加载低于合金屈服强度的循环应力时,裂纹通常在夹杂相处形成。由于固溶处理对合金组织中存在的粗大残留相亦有较大影响,而国内对于固溶处理影响 2E12铝合金疲劳断裂行为的研究尚未见报道,因此,对于固溶处理后2E12合金的组织特征及疲劳性能的研究具有一定价值。本文作者采用与2524合金成分接近的国产2E12合金,通过设计固溶温度得到不同残留相分布的组织,并对其常规力学性能及疲劳断裂行为进行研究,探讨固溶处理对2E12合金疲劳断裂行为的影响。……