基于热力学熵镁合金疲劳裂纹扩展行为研究

摘要

【目的】镁合金构件在疲劳断裂之前没有明显特征，探究镁合金疲劳裂纹扩展过程熵产和熵流变化规律以及AZ31镁合金裂纹扩展速率与热力学熵的关系。【方法】基于裂纹扩展过程中的复杂性，采用红外热像仪监测AZ31镁合金疲劳裂纹扩展过程温度变化，探究其热力学熵变化规律。【结果】结果表明，疲劳裂纹扩展过程中熵产表现出初期平缓下降后突然增加的变化趋势，曲线存在明显的拐点，可用作低速区和高速区的临界值判断，与试验测得的拐点平均误差为7.8%，为判断疲劳裂纹扩展低、高速区临界值提供了可靠的测试方法。此外，相同循环次数下熵流与裂纹扩展速率变化趋势呈线性关系，表明采用单根熵流拟合曲线是可代替Paris公式测量疲劳裂纹扩展速率的有效参数。

关键词

AZ31B镁合金 / 疲劳裂纹扩展 / 熵产 / 熵流