中南大学一项研究获突破

Al-Cu-Li合金疲劳裂纹扩展（FCP）作为疲劳损伤容限的常用性能参数之一，对影响材料的安全保证起着至关重要的作用。中南大学采用FCP 试验来评价不同轧制工艺对Al-Cu-Li 合金板材疲劳性能的影响，研究了晶粒结构对热轧（HR）和冷轧（CR）Al-Cu-Li合金疲劳裂纹扩展行为的影响。尤其是对晶粒和取向内晶界的影响，并给出了这些合金板在固溶处理后冷轧和热轧的晶粒形貌和晶体学表征。随后，详细分析了这些微观结构对这种不同取向合金的拉伸性能和FCP行为的影响。中南大学的研究发现，回复再结晶是HR试件在固溶过程中的主要机理，当裂纹尖端遇到亚晶界时，会发生明显的减速。而微裂纹亚晶界的聚结加快了裂纹扩展速度。在不同取向下，HRT和CRT试样在LT取向下的疲劳抗力高于TL取向下的Paris 阶段疲劳抗力，这归因于晶界的阻塞效应。当疲劳裂纹进入施密特因子值较低的晶粒时，大量滑移系统难以启动，导致应力集中，裂纹扩展受阻。