| Al-Li合金的研制成功被認為是超硬鋁發(fā)明后的又一重大成就。在鋁合金中添加Li可以顯著提高合金的彈性模量，而同時又降低密度。用Al-Li合金代替?zhèn)鹘y(tǒng)的工業(yè)鋁合金用于飛機結構，能使飛機自身質量降低10%~20%。 對于Al-Li合金的疲勞行為，已經開展了不少的研究工作，其中多數(shù)是研究合金的疲勞裂紋擴展行為，而對合金光滑試樣的疲勞行為研究甚少。 本文研究了Al-Li-Cu-Mg-Zr系8090合金在不同時效狀態(tài)的顯微組織及疲勞性能的影響。并將研究結果與常規(guī)時效鋁合金的研究結果進行了比較。 1 試驗方法 試驗材料為50mm厚的8090合金熱軋板材。合金成分（質量分數(shù)，%）為AL-2。43Li-1。17Cu-0。74Mg-0。12Zr-0。09Fe-0。09Si-0。31Ti。固溶處理在空氣爐中進行，530℃保溫30min后室溫水淬，然后立即進行時效。 測定了合金在不同時效狀態(tài)的拉伸性能和疲勞性能，并用透射電鏡進行顯微組織觀察，用掃描電鏡進行斷口觀察。 2 結果及討論 根據(jù)拉抻試驗結果，選擇了不同時效狀態(tài)的合金進行疲勞試驗和顯微組織及斷口分析。表1給出了合金在不同時效狀態(tài)的拉伸性能數(shù)據(jù)及相應的工藝。 由表1可知，在欠時效狀態(tài)（UA），合金具有較好的強度和塑性配合。隨著合金的強度提高，塑性下降，合金在峰值時效狀態(tài)（PA）強度最高。合金在輕微過時效狀態(tài)（OA）的強度略有下降。 
測定了合金在不同時效狀態(tài)的疲勞應力-疲勞壽命曲線。表2給出了合金在5X106循環(huán)周次下的疲勞強度（S）以及疲勞強度與抗拉強度的比值（S/Rm）。由表2可知，合金的疲勞強度隨著抗拉強度的提高而增加。合金的疲勞強度以及疲勞強度與抗拉強度的比值似PA狀態(tài)的最高。值得注意的是，合金在OA狀態(tài)的抗拉強度僅略低于PA狀態(tài)的，但其疲勞性能卻有明顯的下降。 
透射電鏡組織觀察表明，在UA狀態(tài)，金相組織中可見到高密度含Li相，尺寸十分細小。在PA和OA狀態(tài)下，含Li相尺寸增加，還可以觀察到另外兩種時效析出物。而OA狀態(tài)下三種時效析出物的尺寸都比PA狀態(tài)的大。 疲勞斷口觀察表明，合金在UA和PA狀態(tài)的斷口與拉伸軸呈45度，而在OA狀態(tài)下斷口與拉伸軸垂直。在UA和PA狀態(tài)的斷口表面觀察不到疲勞條紋；而在OA狀態(tài)口可見疲勞條紋，與常規(guī)鋁合金疲勞斷口相心。 由以上結果可看出，不同時效條件對合金的顯微組織有明顯影響，過時效會使位錯在形變時繞過時效析出物，抑制位錯的反向移動，增加疲勞裂紋前端的應力集中，從而增加疲勞裂紋擴展速率。 
2 結論 時效使合金顯微組織發(fā)生變化，從而影響合金的疲勞性能。合金在峰值時效狀態(tài)，不但疲勞強度最高，疲勞強度/拉伸強度的比值亦最高，與常規(guī)鋁合金有顯著區(qū)別。過時效會降低合金的疲勞性能。 |
