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含两种尺度微裂纹的高强铝合金的断裂韧性模型
  • ISSN号:1004-0609
  • 期刊名称:《中国有色金属学报》
  • 时间:0
  • 分类:TG249.9[金属学及工艺—铸造]
  • 作者机构:[1]中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙410083
  • 相关基金:国家重点基础研究发展规划资助项目(2005CB623704);国家自然科学基金资助项目(50471057);教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET-04-0752)
中文摘要:

基于高强铝合金在断裂过程中萌生不同尺度微裂纹的机制,用断裂力学建立两种尺度微裂纹影响应力应变场的规律,导出高强铝合金拉伸延性与两种尺度微裂纹的关系,由断裂韧性与拉伸延性的关系建立了高强铝合金断裂韧性与双级微裂纹的非线性关系模型。通过模型解析,分析两种尺度微裂纹体积分数对高强铝合金断裂韧性的影响规律。结果表明:随着一级微裂纹体积分数的增加,材料的断裂韧性开始迅速下降,然后缓慢降低;在较大尺度微裂纹之间萌生小尺度微裂纹,将显著降低合金的断裂韧性。将高强铝合金的结晶相作为一级微裂纹,将弥散相和粗大析出相作为二级微裂纹,预测高强铝合金断裂韧性随两种尺度相(微裂纹)的变化,其规律与实验结果较为吻合。利用模型解析与实验验证结果,提出了改善高强铝合金断裂韧性的组织控制方向。

英文摘要:

A fracture toughness model of high-strength aluminum alloy was established to describe the nonlinear relationship between fracture toughness and two-scale-size microcracks, based on fracture mechanics of two-scale-size microcracks initiated during aluminum alloy deformation and the derived relation between tensile ductility and twoscale-size microcracks. The model shows the effect of volume fraction of two-scale-size microcracks on fracture toughness of aluminum alloy. The fracture toughness of aluminum alloy decreases dramatically and then decreases moderately with the increase of large-scale-size microcracks. The formation of the small-scale size microcracks between the large microcracks decrease the fracture toughness sharply. The model predictions of the fracture toughness evolution of high-strength aluminum alloys with two-scale-size microcracks agree with the experimental data, with the constituents being large-scale-size microcracks and the coarse dispersoids and precipitates being small-scale size microcracks. How to improve fracture toughness of high-strength aluminum alloy was discussed based on this model.

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期刊信息
  • 《中国有色金属学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会
  • 主编:黄伯云
  • 地址:湖南省长沙市中南大学内
  • 邮编:410083
  • 邮箱:f-ysxb@csu.edu.cn
  • 电话:0731-88876765 88877197
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-0609
  • 国内统一刊号:ISSN:43-1238/TG
  • 邮发代号:42-218
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:33974