B₄C/6061铝基复合材料疲劳性能及断裂机制

来源期刊：粉末冶金材料科学与工程2014年第6期

论文作者：秦艳兵 王文先 李宇力 张鹏 王保东

文章页码：847 - 854

关键词：铝基碳化硼复合材料;疲劳性能;断裂机制;疲劳断口;

摘    要：基于轻质、高强和耐磨等诸多优势,铝基碳化硼复合材料已成为集结构/功能一体化的新型材料。本文采用粉末冶金及轧制方法,制备出厚度3.5 mm、碳化硼质量分数为33%的B4C/Al复合材料板材,并对其疲劳性能和断裂机制进行分析。在1×107循环次数下,铝基碳化硼复合材料板材的疲劳强度达到110 MPa。采用SEM对疲劳断口进行观察,结果表明B4C/Al复合材料疲劳断口可清楚的看到裂纹的萌生、扩展和失稳断裂的典型特征,但存在多种形式的疲劳启裂源。疲劳裂纹扩展路径取决于裂纹尖端塑性区的半径和B4C颗粒的间距大小,当增强颗粒的间距小于塑性区半径时,裂纹主要沿着颗粒的连接界面或断裂的碳化硼颗粒扩展,当增强颗粒的间距大于塑性区半径时,有利于裂纹尖端钝化,减缓裂纹的扩展和方向改变。