温升率对预载LY12试件热破坏影响的试验研究.pdf

　第 14 卷　第 2 期 强 激 光 与 粒 子 束 . 14, . 2　 V o l N o 　2002 年 3 月 H IGH POW ER LA SER AND PA R T ICL E BEAM S M ar. , 2002　 文章编号: (2002) 温升率对预载LY 12 试件热破坏影响的实验研究 1 2 2 1 1, 2 杨运民 , 　陈裕泽 , 　尹益辉 , 　彭向和 , 　王　军 ( 1. 重庆大学 建筑工程学院, 重庆 400044; 　2. 中国工程物理研究院 结构力学研究所, 四川 绵阳 621900) 　　摘　要: 　使用 Gleeble 1500 热力模拟实验系统研究了不同预载水平下的L Y 12 铝合金试件在以 不同温升率快速加热过程中的响应与破坏, 实验结果不仅表明高温可使处于低应力水平下的试件发生 破坏, 而且表明在相同预载水平下, 温升率越高则试件发生屈服和断裂时的温度就越高。对试件断口附 近的金相组织的分析表明: 高温升率下材料微观组织结构的热失配造成的材料微观组织的缺陷对试件 的破坏过程具有控制作用。 　　关键词: 　强度; 　温升率; 　高温; 　铝合金; 　预载结构 　　中图分类号: 　 1462, 　 1132　　　　文献标识码: 　 T G T G A 　　高能量沉积引起的材料和结构破坏近年来受到人们的关注[ 1～ 3 ] 。其中高能量沉积引起的高温和高 ( ) 温升率一方面可能导致预载结构材料的力学性能劣化 如失效应力低于工作应力 , 使结构丧失承载能 力; 另一方面可能引起结构力学模型的变化及内力和变形的重新分布, 从而导致预载结构原有功能的破 坏[ 4～ 6 ] 。与此相关的研究旨在揭示材料在高能量沉积下的特性, 为相关预载结构的工程设计和高温失效 分析提供依据。 [ 7 ] 　　刘宗德等 在研究L Y 12 铝合金及H 62 黄铜快速加热下的非线性热软化行为时, 发现不同温升率 历史会造成材料晶粒尺度的差异, 从而导致材料宏观力学性能的差异, 并通过变温条件下再结晶动力学 [ 8 ] 原理解释了这一物理现象。王春奎等 采用大电流快速加热方法来获得不同温升率历史, 对 30C rM nSi 试件进行了拉伸实验, 观察到尽管升温时间很短, 不同温升率历史仍造成了试件材料金相组织及机械性 能的不容忽略的差异。本文在不同载荷水平下用不同的温升率对L Y 12 铝合金试件进行加热试验, 从材 料微观结构在快速变温过程中的热失配角度研究载荷、温度及温升率对材料强度和破坏机理的影响。 1　实验条件 　　采用 Gleeb le 1500 热力模拟材料试验机对四个预应力水平 下的L Y 12 铝合金试件以三种温升率进行快速加热, 即预先对 试件施加一定的拉伸载荷, 然后在保持载荷恒定的条件下采用 大电流以恒温升率直接对试件通电加热直至断裂, 以研究预载 水平和温升率对试件最终破坏温度的影响。试验过程的温升率 . 1　 ( )