含Sc7050鋁合金疲勞性能研究.pdf

1、7050鋁合金屬于Al-Zn-Mg-Cu系的高強鋁合金，在航空、航天領(lǐng)域有廣泛應用。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，對鋁合金力學性能特別是疲勞和斷裂性能的要求越來越高。因此，研究如何進一步改善高強鋁合金的力學性能是一項有意義的工作。本文作者通過向7050合金加入微量Sc元素，制備了不同Sc含量的含Sc7050合金，研究了Sc對7050合金的時效硬化行為、軸向高周疲勞性能、疲勞裂紋的萌生抗力與擴展速率以及斷裂韌性的影響。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:

2、>　　(1)研究了單級和雙級固溶處理對鑄態(tài)含Sc7050合金的時效硬化行為的影響。結(jié)果表明，單級固溶處理時，與460℃和480℃固溶處理相比，在470℃下保溫1h后再經(jīng)120℃時效處理，含Sc和不含Sc7050合金均可獲得最高的峰值硬度，因此，470℃可作為含Sc7050合金的理想固溶處理溫度。Sc含量對460℃固溶處理的含Sc7050合金的時效硬化行為沒有明顯影響，但經(jīng)過470℃和480℃固溶處理后，Sc含量較高的含Sc7050合金可

3、以獲得更高峰值硬度;雙級固溶處理時，含Sc7050合金的時效硬化行為沒有明顯變化，與單固溶處理合金的時效硬化行為基本一致。
　　(2)研究了含Sc7050合金的軸向高周疲勞性能。結(jié)果表明，含Sc7050合金樣品的疲勞性能均明顯優(yōu)于不含Sc7050合金，因此，加Sc有利于改善7050合金的高周疲勞性能。Sc含量對含Sc7050合金的疲勞性能有一定影響，Sc含量為0.252％的合金樣品具有最好的疲勞性能，當Sc含量為0.484％時，合

4、金樣品的疲勞性能有所下降，這表明過高的Sc含量并不能進一步改善7050合金的高周疲勞性能。
　　(3)研究了Sc對7050合金的疲勞裂紋萌生抗力和疲勞裂紋擴展行為。結(jié)果表明，隨著Sc含量的增加，合金樣品的疲勞裂紋萌生壽命先增加后降低，當Sc含量為0.252％時，合金具有最強的疲勞裂紋萌生抗力。疲勞裂紋擴展的試驗結(jié)果表明，當應力比R=0.1時，Sc含量為0.252％的含Sc7050合金具有最強的疲勞裂紋擴展阻力，而當應力比R=0.5

5、時，Sc含量為0.484％的合金則表現(xiàn)出最強的疲勞裂紋擴展抗力。由此可見，Sc對7050合金疲勞裂紋擴展行為的影響沒有表現(xiàn)出規(guī)律性，這有待于進一步研究。
　　(4)研究了Sc對含Sc7050合金斷裂韌性的影響。結(jié)果表明，隨著Sc含量的增加，7050合金的強度比上升，當Sc含量為0.252％時，合金的強度比最高，因而具有相對最高的斷裂韌性，進一步增加Sc含量，合金的斷裂韌性反而低降。
　　綜上所述，加入0.25％左右的Sc對改