基于红外热像法的AZ31B镁合金温度演化与疲劳寿命预测

摘要

采用红外热像仪测量挤压态AZ31B镁合金板材在拉伸和疲劳试验过程中试样表面的温度变化。对试样在不同载荷作用下的产热机制进行分析,并建立P—ΔT曲线,对疲劳损伤过程的温度变化临界值进行计算。结果表明：AZ31B镁合金板材拉伸和疲劳过程中的温度变化趋势不同。拉伸过程温度变化包括4个阶段：线性降低、反向线性升高、温度陡升、最终下降。初始温度下降是由弹性拉伸阶段的热弹性效应造成。在循环载荷作用下,当载荷高于疲劳极限时,温度演化主要分为5个阶段：初始温度升高阶段、温度迅速下降阶段、温度稳定阶段、温度快速升高阶段、最终下降阶段。疲劳过程中的应变硬化造成初始温度升高至峰值温度,利用峰值温度与应力关系可以预测镁合金疲劳寿命。AZ31B镁合金达到疲劳极限时的临界温度变化为3.63K。当ΔT≤3.63K时,材料在循环载荷下安全使用;当ΔT〉3.63K时,疲劳寿命取决于循环次数与加载初始峰值温度。