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铝合金以其拥有良好的低密度、较高的比强度和比刚度等特征,作为工程结构材料而广泛应用于航空航天、工程机械和交通运输。从当前的研究来看,通过采取添加一定量的稀土元素是改善铝合金组织及综合性能的最佳途径,可以进一步拓展铝合金的应用范围。因而,本课题主要通过稀土元素Er添加到Al-4.5Cu-1Mg-0.5Mn合金中制取Al-4.5Cu-1Mg-0.5Mn(-xEr)合金,并对Al-4.5Cu-1Mg-0.5Mn(-xEr)合金的组织和疲劳性能进行研究,可以对于该类合金的开发及其广泛实际工程应用中提供可靠的理论依据。本课题通过设定的熔炼工艺制备出Al-4.5Cu-1Mg-0.5Mn(-xEr)合金,再将Al-4.5Cu-1Mg-0.5Mn(-xEr)合金在430℃的挤压工艺加工成直径为12mm的棒状含稀土元素Er的热挤压Al-4.5Cu-1Mg-0.5Mn (-xEr)合金。通过显微组织观察、拉伸实验、疲劳实验以及使用扫描电镜观察疲劳断口形貌来研究添加稀土元素Er后Al-4.5Cu-1Mg-0.5Mn(-xEr)合金的力学性能以及疲劳性能的影响。仔细研究发现:在Al-4.5Cu-1Mg-0.5Mn合金中添加Er对于细化挤压态和T6态合金的晶粒效果显著。Al-4.5Cu-1Mg-0.5Mn(-0.3Er)合金呈现出循环应变硬化、软化和循环稳定现象。添加稀土元素Er和固溶+时效处理可以显著提高挤压态Al-4.5Cu-1Mg-0.5Mn合金的循环变形抗力。对于挤压态和固溶+时效态Al-4.5Cu-1Mg-0.5Mn(-0.3Er)合金来说,Al-4.5Cu-1Mg-0.5Mn(-0.3Er)合金的塑性应变幅、弹性应变幅与载荷反向周次之间的关系曲线分别满足Coffin-Manson和Basquin公式。添加稀土元素Er可以明显的提高挤压态Al-4.5Cu-1Mg-0.5Mn和T6态Al-4.5Cu-1Mg-0.5Mn合金的低周疲劳寿命。固溶+时效处理有利于提高Al-4.5Cu-1Mg-0.5Mn(-0.3Er)合金在外加总应变幅下的疲劳寿命。不同处理状态的Al-4.5Cu-1Mg-0.5Mn(-0.3Er)合金的循环应力幅与塑性应变幅之间符合指数定律。挤压态和T6态的Al-4.5Cu-1Mg-0.5Mn(-0.3Er)合金的疲劳裂纹均萌生于疲劳试样表面。