| Al-Li合金的研制成功被認(rèn)為是超硬鋁發(fā)明后的又一重大成就。在鋁合金中添加Li可以顯著提高合金的彈性模量，而同時(shí)又降低密度。用Al-Li合金代替?zhèn)鹘y(tǒng)的工業(yè)鋁合金用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)，能使飛機(jī)自身質(zhì)量降低10%~20%。 對(duì)于Al-Li合金的疲勞行為，已經(jīng)開展了不少的研究工作，其中多數(shù)是研究合金的疲勞裂紋擴(kuò)展行為，而對(duì)合金光滑試樣的疲勞行為研究甚少。 本文研究了Al-Li-Cu-Mg-Zr系8090合金在不同時(shí)效狀態(tài)的顯微組織及疲勞性能的影響。并將研究結(jié)果與常規(guī)時(shí)效鋁合金的研究結(jié)果進(jìn)行了比較。 1 試驗(yàn)方法 試驗(yàn)材料為50mm厚的8090合金熱軋板材。合金成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為AL-2。43Li-1。17Cu-0。74Mg-0。12Zr-0。09Fe-0。09Si-0。31Ti。固溶處理在空氣爐中進(jìn)行，530℃保溫30min后室溫水淬，然后立即進(jìn)行時(shí)效。 測(cè)定了合金在不同時(shí)效狀態(tài)的拉伸性能和疲勞性能，并用透射電鏡進(jìn)行顯微組織觀察，用掃描電鏡進(jìn)行斷口觀察。 2 結(jié)果及討論 根據(jù)拉抻試驗(yàn)結(jié)果，選擇了不同時(shí)效狀態(tài)的合金進(jìn)行疲勞試驗(yàn)和顯微組織及斷口分析。表1給出了合金在不同時(shí)效狀態(tài)的拉伸性能數(shù)據(jù)及相應(yīng)的工藝。 由表1可知，在欠時(shí)效狀態(tài)（UA），合金具有較好的強(qiáng)度和塑性配合。隨著合金的強(qiáng)度提高，塑性下降，合金在峰值時(shí)效狀態(tài)（PA）強(qiáng)度最高。合金在輕微過(guò)時(shí)效狀態(tài)（OA）的強(qiáng)度略有下降。 
測(cè)定了合金在不同時(shí)效狀態(tài)的疲勞應(yīng)力-疲勞壽命曲線。表2給出了合金在5X106循環(huán)周次下的疲勞強(qiáng)度（S）以及疲勞強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的比值（S/Rm）。由表2可知，合金的疲勞強(qiáng)度隨著抗拉強(qiáng)度的提高而增加。合金的疲勞強(qiáng)度以及疲勞強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的比值似PA狀態(tài)的最高。值得注意的是，合金在OA狀態(tài)的抗拉強(qiáng)度僅略低于PA狀態(tài)的，但其疲勞性能卻有明顯的下降。 
透射電鏡組織觀察表明，在UA狀態(tài)，金相組織中可見(jiàn)到高密度含Li相，尺寸十分細(xì)小。在PA和OA狀態(tài)下，含Li相尺寸增加，還可以觀察到另外兩種時(shí)效析出物。而OA狀態(tài)下三種時(shí)效析出物的尺寸都比PA狀態(tài)的大。 疲勞斷口觀察表明，合金在UA和PA狀態(tài)的斷口與拉伸軸呈45度，而在OA狀態(tài)下斷口與拉伸軸垂直。在UA和PA狀態(tài)的斷口表面觀察不到疲勞條紋；而在OA狀態(tài)口可見(jiàn)疲勞條紋，與常規(guī)鋁合金疲勞斷口相心。 由以上結(jié)果可看出，不同時(shí)效條件對(duì)合金的顯微組織有明顯影響，過(guò)時(shí)效會(huì)使位錯(cuò)在形變時(shí)繞過(guò)時(shí)效析出物，抑制位錯(cuò)的反向移動(dòng)，增加疲勞裂紋前端的應(yīng)力集中，從而增加疲勞裂紋擴(kuò)展速率。 
2 結(jié)論 時(shí)效使合金顯微組織發(fā)生變化，從而影響合金的疲勞性能。合金在峰值時(shí)效狀態(tài)，不但疲勞強(qiáng)度最高，疲勞強(qiáng)度/拉伸強(qiáng)度的比值亦最高，與常規(guī)鋁合金有顯著區(qū)別。過(guò)時(shí)效會(huì)降低合金的疲勞性能。 |
