織構對含鉺鋁合金疲勞裂紋擴展行為的影響

雷 欣，聶祚仁，黃 暉，文勝平

（北京工業大學材料科學與工程學院，北京 100124）

0 引 言

鋁鎂系合金是一種重要的鋁合金，具有中等強度、較好的塑性和韌性、良好的耐蝕和焊接性，廣泛應用于航空、船舶和國防工業[1-3]。

以微合金化的方法向鋁鎂系合金中引入鈧、鋯、餌等微量元素可提高合金強度。由于鋁鎂系合金經常處于疲勞工作條件下，這些微量元素的引入對其耐疲勞性能是否有影響，引起了人們的關注[4-5]。Watanabe[6]和Roder[7]等研究發現，在鋁鎂合金中加入鈧，會影響合金的晶粒尺寸，使合金的疲勞裂紋擴展速率出現了明顯的改變。Fuller[8]等研究發現，稀土元素鈧在5754鋁合金中形成不同的第二相粒子，從而影響了合金疲勞裂紋的擴展速率。Li[9-10]等認為，在鋁鎂鈧合金中，Al3(Sc,Zr)粒子可阻止合金疲勞裂紋的擴展，而Al6Mn第二相粒子會加速合金疲勞裂紋的擴展。鈧的價格相對較貴，而與鈧類似的鉺卻很便宜，因此聶祚仁[11-12]等在鋁鎂合金中添加鉺元素，發現餌在合金中的作用跟鈧類似，可有效地提高了鋁鎂合金的強度，同時還大幅降低了成本。

但目前對含鉺的鋁鎂系合金疲勞性能方面的研究并不多。為此，作者針對不同軋制及熱處理工藝狀態下的含鉺鋁鎂系合金，進行疲勞裂紋擴展速率測試，通過觀察和分析疲勞裂紋在合金板材中擴展路徑和合金織構的關系，研究了合金板材中織構對疲勞裂紋擴展行為的影響。

1 試樣制備與試驗方法

試驗合金為含鉺鋁合金板材，其化學成分（質量分數/%）為6.11 Mg,0.50 Mn,0.20 Er,0.18 Zr，余Al。……