张 然 勾 宁 黄 斌 饶 旭 廖福成

上海工程技术大学材料工程学院，上海 201620

引言

近年来，世界性能源问题以及各国对环保的重视，使得列车制造业把减轻列车质量，降低成本作为提高未来列车发展的方向，其中采用铝合金材料代替钢材在列车上的应用是重要措施之一。铝合金不仅有减重性好、耐蚀性好、运行性好、加工性好、产品质量高、寿命周期成本低等优点，而且维修费低、节能，满足了再制造、再使用等可持续发展的要求。但是铝合金也是有一定的使用寿命，那么，能了解铝合金疲劳扩展的过程，将会对使用铝合金过程中降低因疲劳裂纹而造成的经济损失有重大意义。本文对于铝合金试样的疲劳寿命进行了分析，并运用光学显微镜及电子扫描研究了其金相组织，同时对断口进行仔细观察并分析，之后具体阐述了裂纹形成及发展的过程。得出A6N01铝合金疲劳裂纹源萌生于合金内部的加工缺陷或粗大夹杂处, 疲劳裂纹扩展都伴随着小平面断裂的发生。

1 实验材料和方法

1.1 试验材料

试验用材料为A6N01铝合金，供货状态为T5(即由高温成形过程中冷却，然后进行人工时效的状态)，厚度5mm。成分如下表表1：

表1 A6N01铝合金的化学成分%

材料特点：A6N01铝合金为Al-Zn-Mg热处理强化型高强铝合金，通过加入适量Mn、Cr、Zr 等微量元素有效提高合金的再结晶温度和可焊性，是综合性能较为优异的铝合金，其强度高、挤压性较好、耐蚀性好，适于制造车体、底架、框架等型材。

1.2 实验方法

1.2.1 将母材用120～1200的砂纸磨好抛光之后，放在受载100千牛顿的高频疲劳试验机上做疲劳循环实验，记录不同裂纹扩展阶段的循环次数，直到断裂。……