編號：CYYJ01747
篇名：高強(qiáng)度鈹銅合金QBe2棒材室溫旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞行為
作者：朱寶輝 鐘景明 汪凱 孫偉 萬敏 霍登平
關(guān)鍵詞： 鈹銅合金QBe2 旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞 疲勞裂紋 疲勞極限
機(jī)構(gòu)： 北京航空航天大學(xué)機(jī)械工程及自動化學(xué)院 西北稀有金屬材料研究院寧夏有限公司稀有金屬特種材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 寧夏東方鉭業(yè)股份有限公司 中航工業(yè)西安飛行自動控制研究所
摘要： 采用QBWP-10000X型旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞實(shí)驗(yàn)機(jī)在應(yīng)力比R=-1、轉(zhuǎn)速為5000 r·min-1(80 Hz)和實(shí)驗(yàn)室靜態(tài)空氣介質(zhì)環(huán)境下,對硬化時效態(tài)(HT)QBe2合金棒材進(jìn)行了不同應(yīng)力幅值的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞(RBF)實(shí)驗(yàn)。利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合加載應(yīng)力幅和疲勞循環(huán)次數(shù)之間的關(guān)系繪制了應(yīng)力-壽命(S-N)曲線,并采用掃描電鏡(SEM)和能譜儀(EDS)對疲勞斷口進(jìn)行了觀察分析。結(jié)果表明:硬化時效態(tài)(HT)的QBe2合金棒材雖然具有很高的強(qiáng)度,抗拉強(qiáng)度Rm高達(dá)1342~1368 MPa,但在1×107次疲勞壽命下的極限應(yīng)力僅達(dá)到444.3 MPa,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0.27(規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度(Rp0.2)+抗拉強(qiáng)度(Rm)),約為0.3Rm;S-N曲線隨著加載應(yīng)力的增加,合金的疲勞壽命隨之降低;通過線性擬合可以獲得在50%失效概率下的S-N曲線函數(shù)學(xué)表達(dá)式為ln N=10.6068-0.0085Smax(相關(guān)系數(shù)R2=0.8619);結(jié)合斷口分析發(fā)現(xiàn),在440~600 MPa不同應(yīng)力下合金棒材的室溫旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞裂紋均萌生在試樣表面缺陷處,斷口主要由裂紋萌生區(qū)、裂紋擴(kuò)展區(qū)及瞬斷區(qū)3部分組成;并討論了QBe2合金疲勞斷裂的機(jī)制是試樣近表面的第二相和夾雜物顆粒導(dǎo)致了裂紋在此薄弱處萌生。
