Al-7Si-Mg合金的密度低、铸造流动性好、成本低，且具有良好的耐腐蚀性、力学性能和疲劳性能，可用于制造汽车发动机机体、缸盖、变速箱和高速铁路接触网支撑定位装置[1]
近年来，用于高速铁路接触网支撑定位装置中的Al-Si-Mg合金疲劳失效引发的弓网事故时有发生，危害高速铁路的安全运行[2,3]
为了提高Al-Si-Mg合金的服役可靠性，必须对其疲劳性能进行深入研究
刘永勤[4]等在旋转弯曲疲劳实验中发现，铸造铝合金在高应力和低应力区的主要裂纹源分别是表面缺陷和内部铸造孔洞，并使用Paris公式研究了疲劳寿命与孔洞尺寸的关系，计算出不同应力水平下的临界孔洞尺寸；朱正宇[5]等在Al-Si-Mg合金的多轴载荷疲劳试验中发现，随着等效应变幅的提高，这种铝合金的多轴低周疲劳寿命降低；Atxaga[6]等在A356合金的旋转弯曲疲劳实验中发现，铸造缺陷导致实验结果较大的离散性，合金疲劳寿命不仅受铸造缺陷的影响也受缺陷数量、尺寸、位置等的影响；Jiang [7,8,9]等在基于微观组织特征对Al-Si-Mg合金的疲劳行为实验中发现，位错密度随着应力幅值的增大而提高，且Mg2Si强化相和二次硅相使位错运动遇到了强大阻力；Jiang[10]等研究表面有凹坑或表面粗糙度较低的Al-Si-Mg合金时发现，试样表面的粗糙度影响Al-Si-Mg合金的疲劳行为；Lados [11,12]等研究了晶粒尺寸、二次枝晶臂间距、Al-Si共晶相数量、初生铝相、热处理效应及残余应力对Al-Si-Mg合金疲劳裂纹扩展的影响，并基于实验数据预测了合金的疲劳寿命；Wu[13]等研究Mg含量对Al-Si-Mg合金疲劳性能的影响时发现，Mg含量的提高能延缓裂纹萌生和增大裂纹扩展的阻力，从而提高合金疲劳强度
本文进行高速铁路接触网支撑定位装置中使用的Al-7Si-0.6Mg系铸造合金的疲劳实验，研究人工缺陷尺寸对其疲劳破坏行为和疲劳强度的影响
1 实验方法
实验用材料为Al-7Si-Mg系铸造合金，其化学成分列于表1
将重力铸造的棒状坯料进行T6热处理
热处理后的材料抗拉强度为313 MPa，屈服强度为264 MPa，杨氏模量为73.6 GPa，硬度为127HV
Table 1
表1
表1Al-7Si-0.6Mg系铸造合金化学成分(质量分数，%)
Table 1Chemical composit
声明：
“含缺陷的Al-Si-Mg合金的疲劳性能和强度评估” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：易科尖,吴明泽,张继旺,闫军芳,梅桂明,朱守东,苏凯新
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2025年05月16日 ~ 18日 
