Al-Cu-Mg-(Ag)合金的组织及耐热性能、疲劳性能的研究

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Al-Cu-Mg-(Ag)合金具有较高的热稳定性及抗疲劳性能,在航空航天领域有很大的应用前景。本论文主要研究了Al-Cu-Mg-Ag合金的微观组织和耐热性能,及高含量的Ag元素对Ω相析出长大行为的影响;同时研究了含Fe、Ni元素的Al-Cu-Mg-Ag合金的耐热性能,以及织构对2524合金疲劳性能的影响。得出如下结论:(1)峰时效态(165℃/14h)的Al-Cu-Mg-Ag合金室温及200℃高温拉伸性能优于欠时效态(165℃/2h)合金,而在250℃和300℃高温拉伸时,欠时效态(165℃/2h)合金的性能较好。(2)在200℃进行长时间热暴露时,峰时效态(165℃/14h)的Al-Cu-Mg-Ag合金热稳定性高于欠时效态(165℃/2h)合金。经过热暴露1000h,峰时效态合金仍能保持70%以上的抗拉强度。两种状态的合金在热暴露过程中,Ω相厚度方向的生长非常缓慢,其生长主要表现为沿长度方向的增长。合金中高含量的Ag使Ω相与基体界面有较高的Ag-Mg原子偏聚,由于Ag是重原子,对原子扩散起到阻碍作用,不利于界面处台阶的迁移,从而阻碍了Ω相的增厚。(3)峰时效态的Al-Cu-Mg-Ag-Fe-Ni合金在200℃以及300℃有较好的抗拉强度。在200℃高温拉伸时合金强度能达到415MPa,在300℃高温拉伸时合金强度仍能达到200MPa。(4)2524-T351合金中的高斯织构对合金的疲劳性能有利。高斯织构会使合金板材的大多数{111}面位于接近外加最大切应力的方向上,容易使位错滑移,形成驻留滑移带,引入塑性诱发的裂纹闭合效应,降低损伤积累,并导致每一个应力循环下的裂纹扩展步长变小,降低疲劳裂纹扩展速率。
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