2012年第8期轻金属·59·

·轻合金及其加工·

不同应变速率下5083铝合金的

拉伸性能及断口形貌

孙瑞雪，徐磊，赵文博

（青岛科技大学材料科学与工程学院，山东青岛266042）

摘要：运用材料试验机和分离式霍普金森拉杆（STHB）装置对两种不同热处理状态的5083铝合金在不同应变速率

（500s－1，1000s－1和2000s－1）下的力学行为进行了试验研究，5083铝合金属于低并对其断口形貌进行观察。结果表明，

5083铝合金在低应变速率下的断裂以剪切断裂为应变速率敏感型的材料，随应变速率的增加，流动应力略有增加。

主，在高应变速率下的断口由大量的韧窝组成，呈典型的穿晶韧性断裂。关键词：5083铝合金；应变速率；拉伸性能；断口

1752（2012）08-59-3中图分类号：TG146.21文献标识码：A文章编号：1002-

Thetensilepropertiesandfracturemorphologies

of5083aluminumalloyunderdifferentstrainrates

SUNRui－xue，XULeiandZHAOWen－bo

（CollegeofMaterialsScienceandEngineering，QingdaoUniversityofScienceandTechnology，Qingdao266042，China）

Abstract：Thetensilepropertiesoftwokindsofheat－treatmentstatesof5083aluminumalloysunderdifferentstrainratesof0.001/S，500/S，

1000/Sand2000/SwerestudiedwiththestaticmaterialtestsystemandthesplitHopkinsontensilebar（STHB）．Moreover，thefracturemorphologiesof5083aluminumalloyswerealsoobserved．Theresultsshowthat5083aluminumalloyhasrelativelylowstrainratesensitivityandtheflowstressincreasesslightlywiththeincreasedstrainrate．Theobservationsoffracturemicrostructuresshowthatthefracturemodeatlowstrainrateismainlyshearfracture，whileathighstrainrateistransgranularductilefracture．Keywords：5083aluminumalloy；strainrate；tensileproperty；fracture

5083属于Al－Mg系不可热处理强化的铝合金，具有较高的强度、良好的塑性、抗腐蚀性及加工性，其综合性能优良，是一种广泛应用于轨道交通工业和船舶业用铝合金。许多研究者对5083铝合金在准静态条件下的力学性能进行了广泛而深入的研［1～2］

。究众所周知，材料在许多实际应用过程中如高速加工与成形，运输工具的碰撞，飞鸟与飞行器的撞击等条件下的力学响应往往与静载荷下的有显著不同。了解材料在冲击加载条件下的力学响应将有助于这些材料的工程应用和工程设计

。国内外对铝镁合金的研究工作主要集中在超塑性、抗腐蚀性

［3～5］

在动态力学性能的研究测试装置方面，分离式

霍普金森杆的应用已较为成熟，它可以获得材料在102s－1～104s－1应变速率范围内的应力－应变曲线。因此，分离式霍普金森杆已被普遍认为是测试多种材料，如金属、岩石、混凝土、复合材料等在高应变速率下力学响应的一种行之有效的试验手段

［10］

。

本文采用分离式霍普金森拉杆技术研究了两种不同热处理状态的5083铝合金在不同应变速率下的应力－应变曲线，并对其断口形貌进行观察，总结其断裂机制。

［6～7］

，和焊接性能方面对其动态力学性能的研究报

道较少。现有的一些研究结果表明，铝合金属于低应

1

1.1

试验材料及方法

试验材料

。变速率敏感性的材料在室温下，当应变速率超

3－1

过1×10s时，铝及铝合金会表现出逐渐增加的应变速率敏感性

［9］

［4，8］

。

试验用材料为20mm厚的5083铝合金板材。其

化学组分如表1所示。

收稿日期：2011－12－10