刘牧东

（中国直升机设计研究所 旋翼传动部，江西 景德镇 333001）

铝合金由于具有强度高和易加工的特性，被广泛应用于航空器结构的制造，如机身蒙皮、壁板、框架、发动机、油箱和起落架等。航空铝合金在使用过程中常会经历交变载荷而产生损伤，出现疲劳裂纹，当损伤累积超过材料的容许限度时出现断裂失效，从而对结构的安全性造成威胁，引发灾难性事故。因此，航空器结构的疲劳和裂纹扩展性能越来越受到关注，航空铝合金疲劳性能和微观机理分析在结构可靠性设计中占有重要地位，是保证航空器安全的必不可少的环节。

低温是航空铝合金使用过程中不可避免的环境因素，飞机的真实工作环境为10000米左右的高空，所处的大气温度为-40 ℃；在某些高海拔和高寒地区，航空器工作温度达到-60 ℃[1]。在低温环境下，航空铝合金的宏观性能和微观结构常发生改变，疲劳与裂纹扩展行为也有所不同。国内外学者对此进行了大量研究，实验研究方面，主要测定了低温环境下铝合金材料的疲劳[2-5]和裂纹扩展行为[6-8]，分析低温对宏观性能的影响，结果表明低温会增强铝合金抵抗疲劳和裂纹扩展能力，延长疲劳和裂纹扩展寿命，对疲劳和裂纹扩展行为产生有益影响。微观机理研究方面，借助断口金相分析揭示了低温下断面晶体结构[9-10]、滑移变形[10]、疲劳裂纹形成[11]、微裂纹演变[10，12]、氢脆[2]和韧脆转变[13-14]等微观机理的变化规律，受低温环境影响，材料的疲劳破坏过程短暂、扩展迅速，并且没有明显的征兆[15]。……