分析鋁合金板的疲勞和斷裂性能

金屬材料的疲勞和斷裂性能對其制品的安全使用壽命具有十分重要的影響。隨著線彈性和彈塑性斷裂力學的發展，以及破損安全設計原則在實際生產中的應用，人們對結構材料，特別是對高強合金的疲勞和斷裂韌性的重要性的認識也更加清晰。目前，疲勞強度及斷裂韌性已經和常規強度及抗蝕性并列為鋁合金板的四項主要考核指標，只有在這幾方面都能滿足設計和使用要求時，才稱得上具備了良好的綜合性能。  

鋁合金板的顯微組織由基體和各種性質的第二相構成。根據現有實驗結果，其中與疲勞和斷裂韌性關系比較密切的有以下幾方面：  

(1)組織中尺寸較大的難溶性硬相質點，尺寸為0.1~10μm,  它們主要是含Fe、Si等組元的雜質相，也包括一些熱處理中未溶解的強化相。這種粗大硬相質點，其數量和分布主要決定于合金的成分、純度以及鑄錠的凝固速度。

(2)中等尺寸的硬相質點，尺寸為0.05~0.5μm,通常是富含  Mn、Cr、Zr等元素的金屬間化合物。這類組元在鋁錠結晶后大多以過飽和形式固溶在基體內，均勻化及熱加工時析出，故尺寸比第一類質點小。其形態分布特點則主要取決于均勻化退火和壓力加工制度。

(3)細小的時效沉淀相，尺寸為0.01~0.5μm。如高強鋁合金中的S相和高強鋁合金中的相。沉淀相結構受合金成分及熱處理  (包括形變熱處理)的控制

(4)基體的晶粒結構，包括晶粒尺寸、形態、晶界性質及晶內位錯結構等。

(5)合金中的鈉和氫的含量對合金的斷裂有很大的影響，增加氫脆和鈉脆的現象，使合金變脆。此外，夾雜和氧化膜對合金的斷裂的影響更大，因此要獲得良好的疲勞強度及斷裂韌性，必須要保證合金具有良好的冶金質量。