2197(Al-Li)-T851合金的疲劳裂纹萌生与扩展行为研究.pdf

第40卷 第11期 稀有金属材料与工程 V01．40，No．11 1 2011年 11月 RAREMETAL～埘ERIALSANDENGINEERING November201 行为研究 陈圆圆1，郑子樵1，蔡彪1，徐建秋1，佘玲娟1，李海2 (1．中南大学，湖南长沙410083) (2．江苏工业学院，江苏常州213164) 摘要：研究了2197．T85l合金的疲劳裂纹萌生与扩展特性。结果表明，2197铝锂合金的疲劳裂纹萌生与应力水平有 关，在较低应力下，主要萌生在第二相粒子、第二相粒子／基体界面以及表而缺陷处，而在较高应力水平下，还出现沿 滑移带和晶界处萌生。裂纹的扩展优先沿有利滑移面，在晶粒间的扩展以沿{11l}而的穿晶扩展为主，也有沿小角度晶 界扩展的情况，合金具有很好的平面滑移性。裂纹在品粒内的扩展并非沿一个滑移系的直线扩展而是频繁发生偏折， 却始终沿{lll}面，可剪切共格相扩粒子造成晶内扩展路径曲折。 关键词：2197铝锂合金：裂纹萌生和扩展：EBSD；疲劳断口 中图法分类号：TGlll．8：TGl46．2+l文献标识码：A 文章编号：1002．185X(2011)11．1926。05 h 铝锂合金作为一种低密度、高弹性模量、高比强 即固溶淬火后预拉伸2％～3％，然后进行175℃，20 度和高比刚度的铝合金川，在航空航天领域显示出了 MPa。 时效，拉伸屈服强度ao．2=470 广阔的应用前景。用铝锂合金来取代传统的铝合金结 疲劳试验按照GB3075．82[5】标准进行。试验在 构材料，可使现行飞机减重10％，新型b机减重 MTS810一h进行，加载波形为正弦波，应力比R为 15％～20％[21，特别是它的价格比先进复合材料便宜很0．1，频率为10Hz。试验条件均为室温、大气环境。 多，被认为是21世纪航空航天工业最具竞争力的轻 金相显微组织分析用LeciaDMILM金相显微镜 质高强结构材料之一。2197铝锂合金作为第三代铝进行，采用Keller试剂侵蚀。扫描电镜观察在 锂合金中的佼佼者已取代2124合金用于美国F16机 kV。 Quanta200型扫描电镜上进行，加速电压为25 身、舱壁和隔框等处，其提高了飞机疲劳寿命，很好 EBSD试样经过初磨、细磨和机械抛光后，进行电解 地满足了8000h使用寿命要求，同时降低了维护成 抛光以消除试样表面应力影响。抛光液为硝酸甲醇溶 本【3，41。 液，电压为10V左右。样品在Sirion200场发射扫描 航空事业的发展，对飞机机体结构用铝合金提出 电镜上进行EBSD观察，加速电压为25kV。根据取 了越来越高的要求，不仅要求有高的静强度，同时还 向成像图(OIM)分析合金的晶体取向织构等信息。 需要有良好的韧性和抗疲劳损伤等综合性能。我国已 2 实验结果 启动大飞机专项研究计划，因此开展高性能2197铝 锂合金的疲劳特性研究对于推广铝锂合金在我国航 2．1微观组织 空领域的应用有重大意义。为此，本实验研究了飞机 图1所示为2197．T