鎂合金是目前工程材料應用中最輕的金屬材料,經過擠壓、鍛造、軋制等塑性加工后,可以獲得更好的強度、塑性以滿足多樣化結構件的需求,廣泛應用于航空航天、汽車、電子等領域。眾所周知,疲勞破壞是工程結構件主要失效形式之一,對鎂合金也不例外,因此鎂合金疲勞行為的研究業(yè)已成為一個熱點問題。
AZ31鎂合金具有較好的室溫強度,優(yōu)良的抗大氣腐蝕能力,而且價格便宜,因此應用十分廣泛。本文主要講AZ31鎂合金在不同熱處理條件下的低周疲勞變形行為,分析了熱處理對AZ31鎂合金低周疲勞行為的影響,以期為鎂合金更廣泛的應用提供依據(jù)。630t臥式擠壓機上對AZ31鎂合金鑄錠進行熱擠壓,擠壓成的圓棒,擠壓溫度為210℃,擠壓比為35:1。將擠壓后的AZ31鎂合金圓棒加工成試驗所需的疲勞試樣,其中標距直徑6mm,標距長度為10mm。利用箱式電阻爐對部分疲勞試樣進行熱處理,其中固溶處理的工藝參數(shù)為:固溶溫度(415±2)℃,保溫12h后水冷;時效處理的工藝參數(shù)包括時效溫度168℃,保溫16h后空冷;固溶+時效處理的工藝參數(shù)為:在415℃固溶12h后水冷,然后在168℃時效保溫16h后空冷。利用電液伺服疲勞試驗機分別對擠壓態(tài)(F)、固溶態(tài)(T4)、時效態(tài)(T5)、固溶+時效態(tài)(T6)的擠壓變形AZ31鎂合金進行低周疲勞試驗。采用軸向拉-壓全反向總應變控制模式,試驗環(huán)境為實驗室靜態(tài)空氣介質,室溫;波形均為三角波,循環(huán)頻率均為1Hz。所有疲勞試驗均進行至試樣斷裂時為止,且以斷裂時所對應的循環(huán)周次作為合金在相應試驗條件下的疲勞壽命Nf。
固溶、時效處理可以有效地提高擠壓變形AZ31鎂合金在較低外加總應變幅下的循環(huán)變形抗力。固溶、時效處理可以有效地提高擠壓變形AZ31鎂合金在較高外加總應變幅下的疲勞壽命,但降低合金在較低外加總應變幅下的疲勞壽命。不同處理狀態(tài)的擠壓變形AZ31鎂合金的塑性應變幅、彈性應變幅與疲勞斷裂時的載荷反向周次之間呈線性關系,可分別用Coffin-Manson和Basquin公式來描述。(欣然)