Al-7Si-Mg合金的密度低、鑄造流動性好、成本低，且具有良好的耐腐蝕性、力學性能和疲勞性能，可用于制造汽車發動機機體、缸蓋、變速箱和高速鐵路接觸網支撐定位裝置[1]
近年來，用于高速鐵路接觸網支撐定位裝置中的Al-Si-Mg合金疲勞失效引發的弓網事故時有發生，危害高速鐵路的安全運行[2,3]
為了提高Al-Si-Mg合金的服役可靠性，必須對其疲勞性能進行深入研究
劉永勤[4]等在旋轉彎曲疲勞實驗中發現，鑄造鋁合金在高應力和低應力區的主要裂紋源分別是表面缺陷和內部鑄造孔洞，并使用Paris公式研究了疲勞壽命與孔洞尺寸的關系，計算出不同應力水平下的臨界孔洞尺寸；朱正宇[5]等在Al-Si-Mg合金的多軸載荷疲勞試驗中發現，隨著等效應變幅的提高，這種鋁合金的多軸低周疲勞壽命降低；Atxaga[6]等在A356合金的旋轉彎曲疲勞實驗中發現，鑄造缺陷導致實驗結果較大的離散性，合金疲勞壽命不僅受鑄造缺陷的影響也受缺陷數量、尺寸、位置等的影響；Jiang [7,8,9]等在基于微觀組織特征對Al-Si-Mg合金的疲勞行為實驗中發現，位錯密度隨著應力幅值的增大而提高，且Mg2Si強化相和二次硅相使位錯運動遇到了強大阻力；Jiang[10]等研究表面有凹坑或表面粗糙度較低的Al-Si-Mg合金時發現，試樣表面的粗糙度影響Al-Si-Mg合金的疲勞行為；Lados [11,12]等研究了晶粒尺寸、二次枝晶臂間距、Al-Si共晶相數量、初生鋁相、熱處理效應及殘余應力對Al-Si-Mg合金疲勞裂紋擴展的影響，并基于實驗數據預測了合金的疲勞壽命；Wu[13]等研究Mg含量對Al-Si-Mg合金疲勞性能的影響時發現，Mg含量的提高能延緩裂紋萌生和增大裂紋擴展的阻力，從而提高合金疲勞強度
本文進行高速鐵路接觸網支撐定位裝置中使用的Al-7Si-0.6Mg系鑄造合金的疲勞實驗，研究人工缺陷尺寸對其疲勞破壞行為和疲勞強度的影響
1 實驗方法
實驗用材料為Al-7Si-Mg系鑄造合金，其化學成分列于表1
將重力鑄造的棒狀坯料進行T6熱處理
熱處理后的材料抗拉強度為313 MPa，屈服強度為264 MPa，楊氏模量為73.6 GPa，硬度為127HV
Table 1
表1
表1Al-7Si-0.6Mg系鑄造合金化學成分(質量分數，%)
Table 1Chemical composit
聲明：
“含缺陷的Al-Si-Mg合金的疲勞性能和強度評估” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：易科尖,吳明澤,張繼旺,閆軍芳,梅桂明,朱守東,蘇凱新
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2025年07月09日 ~ 11日 
