編號：CYYJ01747
篇名：高強度鈹銅合金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
關鍵詞： 鈹銅合金QBe2 旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞 疲勞裂紋 疲勞極限
機構： 北京航空航天大學機械工程及自動化學院 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實驗室 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)彎曲疲勞實驗機在應力比R=-1、轉(zhuǎn)速為5000 r·min-1(80 Hz)和實驗室靜態(tài)空氣介質(zhì)環(huán)境下,對硬化時效態(tài)(HT)QBe2合金棒材進行了不同應力幅值的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞(RBF)實驗。利用實驗數(shù)據(jù)擬合加載應力幅和疲勞循環(huán)次數(shù)之間的關系繪制了應力-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度,抗拉強度Rm高達1342~1368 MPa,但在1×107次疲勞壽命下的極限應力僅達到444.3 MPa,遠遠小于0.27(規(guī)定塑性延伸強度(Rp0.2)+抗拉強度(Rm)),約為0.3Rm;S-N曲線隨著加載應力的增加,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)學表達式為ln N=10.6068-0.0085Smax(相關系數(shù)R2=0.8619);結(jié)合斷口分析發(fā)現(xiàn),在440~600 MPa不同應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合金疲勞斷裂的機制是試樣近表面的第二相和夾雜物顆粒導致了裂紋在此薄弱處萌生。
