2024合金极低温度下蠕变特性.pdf

《2024合金极低温度下蠕变特性.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第34卷第3期航空材料学报V0l_34．No．32014年6月JOURNALOFAERONAUTICALMATERIALSJune20142024合金极低温度下蠕变特性关春龙，何伟春，赵志伟，王改民(河南工业大学材料科学与工程学院，郑州450001)摘要：研究了190℃时效12h后的2024合金在77～150K温度范围内蠕变行为。结果表明，2024合金低温下存在蠕变现象，并且所有温度下蠕变第1阶段的蠕变应变量与蠕变时间均满足对数规律。lOOK和150K时蠕变曲线的第1阶段持续500h以上，77K时试样经过lO00h后仍未出现蠕

2、变的稳态阶段。利用透射电镜观察了合金低温蠕变前后的位错组态，表明在定载条件下，随温度的升高蠕变后试样的位错密度上升，位错交互作用增强。在温度为150K时，看到位错的长程滑移，表明极低温度下2024合金的蠕变机制为位错机制。关键词：蠕变行为；过渡蠕变；位错；极低温doi：10．11868／j．issn．1005-5053．2014．3．015中图分类号：TG146．2文献标识码：A文章编号：1005．5053(2013)05-0093．04冷黑空间环境是航天器在飞行轨道中经历的主要环境之一，其最低温度达到3K，是一个任何辐射1实

3、验过程都能吸收的绝对黑体¨。航天器长期处于低温环境下，会使材料的组织性能发生不同程度的变化。所用材料为190oC时效12h后的2024铝合金，铝合金作为一种重要的低温材料具有密度低、无磁其化学成分见表1。实验室用的拉伸与蠕变试样为性、低温下合金相稳定、在磁场中比电阻小、气密封非标准试样，试样尺寸如图1所示。蠕变试验与拉性好等特性。因而，有许多学者对其进行了研究，但伸试验在3—71万能拉伸机上完成，实验温度为领域大多集中在极低温度下的拉伸断裂行为J，77K，100K和150K。为了对试样所在环境控温，要而引起航天器紧固件、密封件

4、松动的极低温度下的在试样表面贴上热电偶，试样外部套上加热炉，然后蠕变行为却很少研究。KeisukeIshikawa，McDo．在试样及加热炉外部套上一保温筒保温。加热炉的naldL．C以及B．W．Chua等人对纯铝和镁合金功率可以调节，当功率调至适当的值时，温度便会恒进行了低温蠕变研究，但实际上实验温度却在室温定。控温精度在±3cI=。应变通过传感器来测量，应以上。虽然国外有些研究学者从事极低温度材料蠕变测量的敏感度达10数量级。每次试验前要对变行为研究，但材料都集中在纯金属上’。最近，应变的敏感度进行标定，以减少试验误差。低

5、温时，国内学者对低温下的蠕变研究还主要为室温下的蠕由于试样以及传动杆要浸在液氮中，试样及传动杆变⋯’，对于极低温度下蠕变的研究尚未报道。以因温度效应必然会收缩，所以一定要在因温度效应金属的熔点为准，当T<0．25T时，称为低温。引起的收缩趋于零时，试验才可进行。薄膜透射电而低于此温度以下发生的蠕变称为低温蠕变。本工镜实验在PhilipsCM．12型透射电镜下进行，观察试作采用液氮作为冷却介质研究极低温度下2024铝样蠕变前后位错形态变化。薄膜样品经机械减薄至合金的的蠕变行为，为极端低温下紧固和密封件的0．5mm，然后研磨到50

6、—801．tm，最后再电解双喷蠕变松弛性能研究提供技术依据穿孔。表12024铝合金的化学成分(质量分数／％)Table1Chemicalcompositionsof2024alloy(massfraction／％)收稿日期：2011-09-2O；修订日期：2014．02-02作者简介：关春龙，(1973一)，男，博士，副教授，(E-mail)gcl—hit@163．com。航空材料学报第34卷[5]陈鼎，陈振华。铝合金在低温下的力学性能[J]．宇航材[1O]HENDESSONPJ，SANDSTROMR．Lowtemperatu

7、re料工艺，2000，4：1—10．creepductilityofOFHCcopper[J]．MaterialsScience(CHEND，CHENZH．MechanicalpropertiesofaluminumandEngineering，1998，246(A)：143—147alloyatlowtemperature[J]．AerospaceMaterials＆Teeh—[11]马秋林，张莉，徐宏．工业纯钛TA2室温蠕变第1阶段nology，2000，4：1—1O．)特性研究[J]．稀有金属材料与工程，2007，36(

8、1)：11[6]KEISUKEI，HIROSHIO，YASUOK．CreepofpureAlumi——14．niunmaterialsatalowtemperature『J]．JournalofMateri．(MAQL，ZHANGL，XUH．Primarycreepchara