E319全铸铝合金材料低周疲劳试验研究

E319全铸铝合金材料低周疲劳试验研究
一、前言
随着航空工业和汽车工业的不断发展，轻量化、高强度、高温性、高耐久性和
高可靠性的材料需求越来越高。

特别是对于飞机材料而言，拥有更高的强度、更低的密度以及更高的抗腐蚀能力，是其关注的重点。

全铸铝合金是航空制造中的一种重要材料，具有轻量化、高强度、高耐蚀性、
易加工和成形等优点。

在航材制造中，铸造工艺的优越性也将铸造成为全铸铝合金材料制造过程的首选方式。

本文将对全铸铝合金材料进行低周疲劳试验研究，以探究该材料在实际应用中
的性能表现，为其应用提供支持。

二、材料和方法
1. 材料
本次试验使用的全铸铝合金是E319，其化学成分如下：
化学成分Si Fe Cu Mn Mg Zn Ti Cr Ni Ag Al
质量分数7.87 0.32 1.99 0.26 2.53 0.03 0.27 0.02 0.02 0.02 85.67
2. 方法
试验采用电液伺服控制硫化橡胶试验机进行，载荷模式为谐波，载荷幅值为正
弦波形式，测试频率为10Hz，测试温度为室温（25℃），样品尺寸为直径10mm，长度30mm。

样品表面处理方式采用砂纸+针管喷砂处理，以消除表面氧化膜和金属表面凹陷，改善疲劳表现。

三、结果和分析
1. 结果
在10Hz的频率下，E319全铸铝合金材料的低周疲劳性能得到了实验评估。

试验结果表明，该材料在测试周期内的载荷模式下能够实现循环加载和循环卸载。

试验数据表明，载荷幅值为20kN和30kN时，样品的疲劳寿命显示出稳定的
低周疲劳性能。

在载荷幅值为30kN时，样品疲劳寿命达到了1.11x10^4循环次数，
也就是说，材料的低周疲劳寿命在试验条件下继续提高，并且显示出良好的强度和韧性。

2. 分析
该试验结果表明，E319全铸铝合金材料在10Hz的频率下，能够承受循环加
载和卸载，并在载荷幅值为20kN和30kN时显示出较好的低周疲劳性能。

特别地，在载荷幅值为30kN时，材料表现出具有更好强度和韧性的性能，并且可以承受更
高的循环次数。

此外，试验中也对电液伺服控制硫化橡胶试验机进行了适当调整，以达到捕获
并观察试样在不同载荷条件下的疲劳断裂表现的目的。

试验数据分析表明，样品的疲劳断裂面呈现出典型的断口形态，沿扩张方向不明显，呈现出颗粒状龟裂痕、穿晕状龟裂痕、细小的颗粒状龟裂痕等特征。

四、结论
在本次试验中，E319全铸铝合金材料显示出令人满意的低周疲劳性能和强度
表现。

特别地，样品在载荷幅值为30kN时显示出更好的性能表现。

在试样对应的
试验条件下，材料表现出较好的耐久性和韧性，为其实际应用提供了可靠的支持。

五、参考文献
1.H Wu, S-J Wu, J-Y Lin.。