喷射沉积Al-Zn-Mg-Cu合金双级时效态试样裂纹扩展的原位电镜观察

作者：陈晓东; 侯小虎^*; 白朴存; 李继军; 郎风超; 刘飞

来源：稀有金属, 2021, 45(11): 1403-1408.

DOI：10.13373/j.cnki.cjrm.xy19080005

• Al-Zn-Mg-Cu合金
• 原位拉伸
• 裂纹扩展
• 混合断裂

通常在进行材料断裂机制研究时,是在非应力状态下对试样进行观察。因此,只能获得材料变形过程中的部分塑性形变信息,而不能获得弹性变形信息。缺少了材料在裂纹扩展过程中晶界、未溶解第二相和沉淀相与裂纹尖端作用方式等重要信息。扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)原位拉伸试验能够分别在微米和纳米尺度对合金裂纹的萌生及扩展过程进行多尺度观察,解决了常规材料断裂机理研究中遇到的裂纹扩展过程难以捕捉的问题。本实验利用SEM,TEM以及配套的原位拉伸设备,对双级时效态(120℃/14 h+160℃/16 h)Al-Zn-Mg-Cu合金进行了裂纹扩展的原位电镜研究。研究结果表明:在SEM原位拉伸过程中,当相邻晶粒的取向差较小时,裂纹易穿晶扩展,当相邻晶粒间的取向差较大时,裂纹易沿晶扩展。在TEM原位拉伸过程中,裂纹尖端附近会产生无位错区(DFZ),且裂纹尖端处的晶格发生了倾转和畸变。双级时效态实验合金的抗拉强度为672.4 MPa,屈服强度为635.7 MPa,断裂方式为混合(穿晶+沿晶)断裂。

• 单位
  内蒙古工业大学