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材料导报:综述篇
2010年9月(上)第24卷第9期
变形镁合金疲劳性能的研究进展
甄奢2,方信贤,孙扬善2,杨雪
(1南京工程学院材料工程学院,南京211167:2东南大学材料科学与工程学院,南京211189)
摘要总结了近年来变形镁合金疲劳性能的最新研究进展,指出夹杂、孔洞和刀痕促进变形镁合金疲劳裂纹
的萌生,采用合适的整体(包括合金化、形变强化和热处理)和表面(包括喷丸、滚压和涂层)政性技术是改善变形镁合
金疲劳性能的重要途径。此外,加載频率、腐蚀性介质类型及pH值等对变形镁合金的疲劳性能也有重要影响。最
后,根据变形镁合金疲劳性能的研究现状指出了今后的研究方向。
关键词变形镁合金疲劳性能影响因素强化途径
Progress in Research on Fatigue Behavior of Wrought Magnesium Alloys
ZHEN Rui, FANG Xinxian, SUN Yangshan, YANG Xue
(1 School of Material Engineering, Nanjing Institute of Technology, Nanjing 211167 2 School of Materials Science
and Engineering, Southeast University, Nanjing 211189)
Research progress in the fatigue of wrought magnesium alloys in recent years is summarized. Inclu
sion, cavities and tool marks will promote the fatigue crack initiation of wrought magnesium alloys. The strengthening
methods can be used to the quality improvement of the whole (alloying, distortion strengthening and heat treatment)
and surface modified technique (shot peening, rolling and surface coatings The factors that influence the fatigue be
avior of wrought magnesium alloys can also be given from several aspects of load frequency, aggressive medium and
PH value. In addition, the prospect of fatigue properties observation of wrought magnesium alloys is discussed as wel
Key words wrought Mg alloys, fatigue behavior, influence factors, strengthening metheds
镁合金作为目前工业上应用的轻质金属工程材料,具有劳裂纹萌生与扩展及应力-寿命曲线的研究较多,而关于应
密度小、比刚度和比强度高、阻尼及切削加工性好、减震性能变寿命曲线的研究则很少。 Mayer等认为,铸态镁合金
和电磁屏蔽能力良好、充型性良好及易于回收再生等一系列(AZ91HP和AM60HP)中存在铸造孔洞和非金属夹杂物
优点,尤其可以满足21世纪航天航空、现代交通工具对减时,由于它们充当非扩展疲劳裂纹而使镁合金存在疲劳极
重、节能和环保的要求叫,因而具有广阔的开发应用前景。限,而变形镁合金及无铸造缺陷的铸造镁合金则不存在疲劳
与铸造镁合金相比,变形镁合金更具有发展潜力,通过材料极限,且变形镁合金通常比铸造镁合金具有更高的疲劳性能
结构的控制,热处理工艺的应用,变形镁合金可获得更高的(如图1所示)5。
强度、更好的延展性和更多样化的力学性能,从而满足多样
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化的工程结构件的应用需求2。近年来,随着镁合金用量
的增加,其抗疲劳性能越来越受到材料学者和工程设计人员
Forged AZ80
的重视,特别是镁合金在腐蚀、高温等环境条件下服役的疲
劳性能。然而,相对于钢铁和铝合金等金属材料而言,目前
y 100] Extruded AZ31
对镁合金疲劳的研究还不是很充分,持别是关于变形镁合金
acuralcast AZ91
的疲劳性能数据非常有限。本文对近年来变形镁合金疲劳
性能的硏究状况进行了总结,并提出了进一步研究的建议。
Cast AZ9
镁合金的疲劳与断裂
1.1镁合金的疲劳曲线
金属疲劳试验通常是在循环应力或循环应变条件下进
图1铸造和变形镁合金的SN曲线
行,测得应力寿命(SN)曲线或应变-寿命(eN)曲线。由于
ig 1 S-N curve of different cast and wrought
应力控制的疲艻试验具有更广泛的工程应用意义,故关于疲
magnesium alloys s.
米南京工程学院科研基金项目(QKJB2009004);大学生科技创新基金项目(N20090203)
甄睿:女,1978年生,博士研究生,讲师,主要从事轻金属材料的疲劳行为研究E-mail:zhen@nit.edu.cn