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Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金的断裂韧性

张飞鹏  黄晓亚  徐开东  房慧  王新练  刘雅妹  张坤书  
【摘要】:采用标准三点弯曲试样测试了Al-4.9Mg-0.6Mn-0.2Sc-0.1Zr合金热轧板L-T和T-L取向平面应变断裂韧度K IC,并对试样断口进行SEM和TEM分析。结果表明,Al-4.9Mg-0.6Mn-0.2Sc-0.1Zr合金热轧板L-T和T-L取向K IC值分别为32.66 MPa·m1/2和32.03 MPa·m1/2,两者相差2%,表明试验合金平面应变断裂韧性各向异性差别较小。L-T和T-L取向的断口表面主要由韧窝和撕裂棱组成,属于韧窝型塑性断裂,说明试验合金韧性比较高。T-L取向断面裂纹的扩展方向与轧制方向一致,裂纹沿着第二相粒子形成的断裂通道扩展,断口上韧窝排列具有明显的方向性;而L-T取向的裂纹扩展方向垂直于轧制方向,断口韧窝排列方向性不明显。粗大的Al6Mn相作为裂纹的萌生源对断裂韧性有不利影响,微米级Al6Mn相粒子也可以形成微裂纹,而纳米级Al3Sc相粒子通过钉扎位错和晶界可以稳定材料微观结构,减小亚晶界前沿位错堆积密度,故可以改善试验合金热轧板的断裂韧性。

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