众所周知,用于飞机,火车,卡车和汽车的高强度铝合金的疲劳性能很差。工程师必须围绕这一重要限制对其进行设计,以使用铝合金来减轻运输结构的重量。
近日,澳大利亚莫纳什大学Christopher Hutchinson报道了一种替代性的概念方法,可大幅提高析出强化铝合金的高周疲劳(HCF)性能。
文章要点
1)该方法包含了静态和动态载荷之间的差异,并利用与疲劳初始循环相关的机械能来设计微观结构,以抵抗塑性局部化,同时显著增加疲劳裂纹的萌生时间。结果显示,铝合金的疲劳寿命增加了一个数量级甚至更多,且疲劳强度增加到抗拉强度的1/2,就像钢的情况一样。
这种方法可以称为一种自我修复或训练的形式,代表了用于HCF性能的析出强化材料微观结构设计的新概念。
Zhang, Q., Zhu, Y., Gao, X. et al. Training high-strength aluminum alloys to withstand fatigue. Nat Commun 11, 5198 (2020)
DOI:10.1038/s41467-020-19071-7
https://doi.org/10.1038/s41467-020-19071-7