孔洞对铸造铝合金疲劳性能影响.pdf

92 材料工程 ／2010年 7期 孔洞对铸造铝合金疲劳性能的影响 EffectofPorosityonFatiguePropertyinAluminum CastAlloys 莫德锋 ，何 国求 ，胡正飞 ，张卫华 (1同济大学 材料科学与工程学院，上海 200092； 2西南交通大学 牵引动力 国家重点实验室，成都 610031) MODe—Feng 。HEGuo—Qiu ，HU Zheng—fei，ZHANGWei—Hua (1SchoolofMaterialsScienceandTechnology，Ton iUniversity， Shanghai200092，China；2StateKeyLaboratoryofTractionPower， SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China) 摘要 ：研究了铸造铝合金中孔洞在裂纹萌生、扩展过程中发挥 的作用 ，孔洞 的尺寸、体积分数、分布位置 、形貌率等因素 对材料 的疲劳性能有重要影响。从试验现象和疲劳寿命模型两个方面综述 了国内外学者研究 的必威体育精装版进展 ，指 出了应力一 寿命模型与线弹性断裂模型之间的内在联系 ，并讨论 了存在 的问题及研究方向。 关键词：孔洞 ；铸造铝合金 ；疲劳 ；寿命模型 中图分类号 ：TGI46．21 文献标识码 ：A 文章编号 ：1001—4381(2010)07—0092—05 Abstract：Theeffectofporosityoncrackinitiationandpropagationhasbeenstudiedinthispaper．The factors，such asdimension，volume fraction，aspectratio，and distribution ofcastingpores，have greatinfluenceonfatigueproperty．Somerepresentationa1resultsoffatiguetestswerediscussedfirst— ly，andtherecentdevelopmentofliremodelwhichbasedoninitialporesizewasthenpresented．The relationshipbetweenstress—lifemodelandlinerelasticfracturemodelhasbeenpointedout．Atlast， someexistedproblems0ffatiguepropertiesinaluminum castalloyswerealsodiscussed． Keywords：porosity；aluminum eastalloy；fatigue；lifemodel 铸造铝合金由于浇铸性能好 、比强度高、生产成本 应力集中，成为疲劳裂纹萌生源，大大降低疲劳裂纹萌 低等优点被广泛地应用于汽车、轨道交通等领域。汽 生的时间。此外 ，孔洞还会影响疲劳裂纹的扩展路径、 车上的活塞、轮毂 、轴承及磁浮列车上的托臂、摇枕等 裂纹闭合等裂纹扩展行为 。因此孔洞对铸造铝合金疲 重要部件大多都采用铸造铝合金n]。这些部件在实际 劳性能的影响贯穿疲劳裂纹萌生 、扩展的整个阶段 。 应用中往往承受循环载荷 2]，凶此铸造铝合金疲劳性 能的研究引发了国内外学者的极大兴趣。影响铝合金 1 对疲劳裂纹萌生的影响 力学性能和疲劳性能的因素很多，如二次枝晶臂间距 (SecondaryDendriteArm Spacing，SDAS)_3