电解含钛铝合金的疲劳性能研究

摘要

文章首先考察了含钛铝合金当前在工业上的发展状况,以及中国在这方面与发达工业国家之间存在的差距,介绍了传统工艺方法生产含钛铝合金的局限性,以及两种新型工艺生产电解含钛铝合金的研究进展情况,强调了材料的疲劳性能在现代工程应用上的重要性.为研究铝合金中所含钛和电解加钛方式对铝合金疲劳性能的影响,分别利用电解低钛铝合金、电解铝硅钛合金和纯铝制备成三种铝硅系合金中重要的常用铸铝ZL101A和ZL101,测试其疲劳性能以及相关力学性能,并进行对比研究.以上述三种试验铝合金为对象,首先对比研究了不同的成分和组织对合金拉伸性能和断裂韧性的影响.对比研究了上述三种合金的化学成分对微观组织结构,及其所引起的材料疲劳裂纹扩展性能和疲劳门槛值的显著差异.该文较全面地测试和对比研究了以电解低钛铝合金和电解铝硅钛合金这两种新型电解含钛铝合金为原料制备的铸造合金AST101A和AlTi101A的疲劳性能以及相关力学性能.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1含钛铝合金的发展现状

1.1.1生产含钛铝合金的传统工艺

1.1.2电解铝硅钛合金和电解低钛铝合金

1.2金属材料的疲劳性能

1.2.1疲劳性能在现代工程应用上的重要性

1.2.2疲劳性能研究的内容

1.3本文研究的主要内容和意义

第二章疲劳试样的制备和微观组织分析

2.1疲劳试样的制备

2.1.1试验合金的熔配工艺

2.1.2试验合金的成分分析和热处理

2.1.3试样的加工和验前处理

2.2试样的微观组织分析

2.2.1微观分析方法

2.2.2微观分析结果

2.2.3微观分析结果的讨论

2.3本章小结

第三章试验合金的拉伸性能和断裂韧性

3.1引言

3.2试验合金的拉伸性能

3.2.1试验材料及方法

3.2.2拉伸试验的数据处理方法与对比结果

3.3断裂韧性的测试方法与结果

3.4试验结果的讨论

3.4.1合金屈服强度的影响因素

3.4.2 Fe元素对铝合金性能的影响

3.4.3晶粒细化对断裂性能的影响

3.5本章小结

第四章试验合金的高周疲劳性能

4.1试验方法

4.2试验数据的数学处理

4.2.1服从正态分布的数据的处理方法

4.2.2服从威布尔分布的数据的处理方法

4.3试验结果

4.3.1中低寿命区的数据处理结果

4.3.2长寿命区的数据处理结果

4.3.3 S-N曲线和P-S-N曲线

4.3.4疲劳极限与抗拉强度的关系

4.4试验结果的讨论

4.4.1微观组织对裂纹萌生的影响

4.4.2 Miner准则的局限性

4.4.3机械加工对疲劳性能的影响

4.5本章小结

第五章疲劳裂纹扩展性能和门槛值的测定

5.1引言

5.2试验方法

5.3试验的对比结果

5.3.1疲劳裂纹在近门槛值区的扩展

5.3.2疲劳门槛值与KIc的关系

5.3.3裂纹在Paris区和失稳扩展区的扩展

5.4试验结果的讨论

5.4.1不同疲劳裂纹扩展速率对路径的选择

5.4.2合金成分和组织对近门槛值区扩展速率的影响

5.4.3 Paris区和失稳扩展区裂纹扩展速率的影响因素

5.5本章小结

第六章结论

参考文献

致 谢