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作者:罗毅;张鹏;路一男;宋春晓;张楠;杜云慧;
单位:北京交通大学机械与电子控制工程学院;
摘要:为了探究纳米颗粒增强铝基复合材料的疲劳断裂特征,本文采用无卷气电磁机械复合搅拌铸造方法制备了Nano-Al_2O_(3p)/Al-Cu-Mg-Si复合材料。采用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)和透射电子显微镜(TEM)进行微观结构分析,利用万能试验机进行拉伸性能测试,利用疲劳试验机对其疲劳寿命进行测试并对疲劳断口形貌进行观察研究。结果表明:Nano-Al_2O_(3p)/Al-Cu-Mg-Si复合材料主要由α-Al相、Nano-Al_2O_(3p)相以及Al_2Cu相等组成,且Nano-Al_2O_(3p)及Al_2Cu主要分布在α-Al晶界处。与基体合金Al-Cu-Mg-Si相比,Nano-Al_2O_(3p)/Al-Cu-Mg-Si复合材料的屈服强度提高了19.3%,抗拉强度提高了19.2%,试样循环周次提高了164854周次。Nano-Al_2O_(3p)/Al-Cu-Mg-Si复合材料疲劳断口形貌分析表明:宏观断口形貌主要包括疲劳源区、疲劳裂纹扩展区、快速断裂区;疲劳源区的微观形貌可见明显的驻留滑移带,滑移面更加光滑且未出现挤出脊;对疲劳裂纹扩展区的微观形貌观察未发现疲劳辉纹,断面有被氧化现象且疲劳裂纹发生偏移;快速断裂区的微观形貌中可见韧窝、微裂纹、解理以及准解理等多种形貌特征。
关键词:颗粒增强铝基复合材料;;搅拌铸造;;微观结构;;疲劳寿命;;断口形貌
基金资助:国家自然科学基金面上项目(50974010);; 北京市自然科学基金面上项目(2162036);; 北京交通大学自然科学项目(M21L00920)资助