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铸造镁铝合金的微观破坏机理原位观测技术与应用

In-situ Observation Technology and Application of Fatigue Crack Initiation and Propagation for Cast Magnesium Alloys

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【作者】 王习术汤彬陶沙

【Author】 WANG Xi-shu~1,TANG Bin~1,TAO Sha~2(1.Tsinghua University,Beijing 100084,China;2.Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200030,China)

【机构】 清华大学工程力学系上海交通大学机械工程学院 北京100084北京100084上海200030

【摘要】 通过SEM原位观测方法试验研究了铸造镁铝系列合金的微观破坏机理,得到了-αMg颗粒大小、形状、β(Mg17Al12)相分布对破坏机理的贡献与微结构的改性对其强度韧度的影响。结果表明:微裂纹主要萌生于晶界并沿界面扩展,其中由于铸造镁铝合金的“准脆性”,疲劳裂纹稳态扩展范围在微米量级,疲劳裂纹扩展平面微观尺度下与外力方向不完全垂直,裂纹扩展机理表现为ModeⅠ+ModeⅡ的耦合结果。因此,线性破坏力学中的应力强度因子ΔK不能有效地评价铸造镁铝合金的疲劳扩展。

【Abstract】 The micro-fracture mechanism of cast magnesium alloys was investigated based on in-situ observation with scanning electron microscope(SEM).The effects of the α-Mg grain size and shape as well as the β phases(Mg17Al12) distribution on the fatigue crack initiation and propagation,and effect of the addition of Ca to magnesium alloy on the mechanical properties were examined.The fatigue cracks mainly initiated and propagated at the α-Mg boundaries.These cracks stably propagated in a scale of micrometers and did not absolutely propagate perpendicularly to the maximal principal stress direction.The fatigue crack propagating mechanism was dependant on the coupling of mode I and mode Ⅱ.Therefore,the stress intensity factor ΔK was not suitable for estimating the fatigue crack growth rate in microscope.

【基金】 国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2004CB619304);国家自然科学基金资助项目(50571047)
  • 【文献出处】 机械工程材料 ,Materials for Mechanical Engineering , 编辑部邮箱 ,2006年02期
  • 【分类号】TG27
  • 【被引频次】18
  • 【下载频次】471
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