鑄鋁件中靠近表面的孔洞可以直接充當疲勞裂紋萌生的缺口,并且減少了疲勞裂紋的擴展時間。一般來說,鑄鋁件加工中的孔洞尺寸越大越靠近表面,應力集中就越強烈,疲勞裂紋容易萌生于這些部位。
影響鑄鋁件疲勞性能主要的因素:
孔洞缺陷(尺寸大小、形狀和位置分布等),疲勞斷裂試樣90%以上都是在孔洞處萌生裂紋。通過對疲勞斷口的sEM觀察判定疲勞裂紋的萌生區域,再利用圖像分析軟件對疲勞源處的缺陷特征做定量處理,說明了臨近表面處孔洞尺寸的增加會縮短疲勞壽命。鑄鋁件在具有孔洞、氧化膜等缺陷中,這些缺陷成為了引起疲勞失效的主要因素。A356鑄造鋁合金的微觀孔洞和組織、成分、共晶相形貌)對疲勞性能的影響,指出在鑄件孔洞缺陷很少時,疲勞性能主要受氧化膜和微觀組織影響。晶粒大小、孔洞和非金屬夾雜物等對疲勞裂紋萌生過程和s一N曲線形狀的影響。不同夾雜物對A356一T6鑄造鋁合金疲勞性能的影響(孔洞類缺陷得到控制),提出基于微觀組織(樹枝晶大小、大si粒子尺寸、大孔尺寸、大氧化物尺寸和孔洞離表面的距離)的高周疲勞裂紋萌生和擴展模型,計算出不同應力條件下的疲勞壽命。
鑄鋁件的非金屬硬點,混入合金液表面的氧化物,混入了合金液同不怕火磚產生反應的混合物,混入合金液與涂料的反應生成物,鑄造時不把合金液表面的氧化物舀入勺內,清理鐵坩堝表面的氧化物后,再上涂料,清理勺子等工具上的氧化物,使用與合金不產生反應涂料,要使用和鋁合金不發生反應的,不怕火磚和灰漿,例如氧化物鋁質磚,定期替換爐襯磚,應該用與鋁合金不發生反應的涂料。
鑄鋁件機械加工過程或加工后外觀檢查或金相檢查:
合金鑄鋁件上有硬度高于金屬基體的細小質點或塊狀物使刀具磨損嚴重,加工后常常顯示出不同的亮度,產生了復合化合物如Al,Mn,Fe,Si組成的化合物,在鋁合金中含有Mn,Fe等元素時應勿使偏析,并保持清潔。用干燥的去氣劑除氣,但鋁合金含鎂時要注意補償,游離硅混合物,鋁硅合金含硅高,游離硅存在,或鋁硅合金含硅量高于11.6%,且CuFe含量亦高,鋁合金含Cu,Fe多時,含硅量降到10.5%以下,適當提升澆注溫度,避免硅析出其他夾雜物,金屬料不,含有其他異物,金屬料粘附油污,工具清理不凈,增加管理,嚴防回收料混入異物或異種材料,回收料不要粘上油砂塵土等物。清理凈坩堝熔煉工具上面的鐵銹及氧化物,機械加工過程或加工后外觀檢查或金相檢查:鑄件上有硬度高于金屬基體的細小質點或塊狀物使刀具磨損嚴重,加工后常常顯示出不同的亮度。
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