E319鑄鋁合金熱機械疲勞行為研究.pdf

1、疲勞問題嚴重威脅著現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備的安全。據(jù)統(tǒng)計，在各類零部件斷裂失效中，約有80％是由于疲勞破壞引起的。汽車發(fā)動機的零部件長期處于惡劣的工作環(huán)境。零部件承受著室溫至300℃左右溫度載荷的同時，還承受著機械載荷。零部件容易在應(yīng)力集中處出現(xiàn)疲勞失效，導(dǎo)致發(fā)動機破壞，造成人員傷亡和經(jīng)濟損失。
　　 熱機械疲勞是一種機械載荷耦合溫度載荷的低循環(huán)疲勞，更接近發(fā)動機高溫部件所處的真實情況。因此對材料在熱機械疲勞條件下的損傷和壽命預(yù)測方法研究具

2、有重要的理論和工程實際意義。
　　 本文對E319鑄鋁合金進行100℃和250℃拉伸試驗。得到材料兩種溫度下的彈性模量和進入塑性的臨界點應(yīng)變值。
　　 對E319鑄鋁合金進行100℃和250℃下的等溫低周疲勞實驗研究表明：相同溫度下，應(yīng)變幅越大，疲勞壽命越小。在相同的應(yīng)變下，溫度越高，疲勞壽命越低。對等溫低周疲勞斷口微觀分析表明：疲勞源起始于材料表面的夾雜物、鑄造孔洞處。
　　 對E319鑄鋁合金同相位熱機械疲勞

3、實驗研究表明：同相位熱機械疲勞過程的循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈不對稱性，拉應(yīng)力絕對值大于壓應(yīng)力絕對值。對熱機械疲勞斷口微觀分析表明，熱機械疲勞斷裂分為裂紋萌生、穩(wěn)態(tài)裂紋擴展和瞬間斷裂三個階段。熱機械疲勞斷口比等溫低周疲勞斷口粗糙，擴展區(qū)面積比等溫低周疲勞大。
　　 使用四種熱機械疲勞壽命預(yù)測模型對E319鑄鋁合金的熱機械疲勞壽命進行預(yù)測。研究表明：拉伸遲滯能模型(Ostergren)和三參數(shù)冪函數(shù)模型壽命預(yù)測結(jié)果都在2倍分散帶內(nèi)，預(yù)測