【作 者】單嗣宏;張豪;張捷;陳思周;張保玲;江磊

　　噴射成形是一種快速凝固技術(shù)，其利用惰性氣體霧化液態(tài)金屬，并沉積獲得金屬錠坯。噴射成形技術(shù)將半連續(xù)鑄造的厘米級基礎(chǔ)凝固單元提升至微米級，獲得的合金組織精細均勻、成分無宏觀偏析，因此其多用于高成分、高性能合金材料的制備[1-5]。噴射成形圓錠的組織均為50um~80um尺寸的等軸晶，無粗大初生第二相或枝晶等高合金成分鋁合金熔鑄缺陷。噴射成形7055鋁合金具有成分及組織均勻的特點，可用于鍛件生產(chǎn)，且鍛件單件整體性能一致、鍛件批次間性能穩(wěn)定。同時，7055超高強鋁合金還因具有高強度、高韌性等特點，被廣泛應(yīng)用于航空航天、高速列車、城市軌道交通等領(lǐng)域，以減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量[6-8]。

　　在某噴射成形7055超高強鋁合金機輪鍛件的靜壓試驗中，螺栓定位孔位置出現(xiàn)沿周向擴展的穿透性裂紋。靜壓試驗時，在載荷只有629kN(載荷要求達到645 kN)時發(fā)生開裂。經(jīng)確認，裝配過程正常;將輪毅體裝配完畢，進行裝配度檢測，然后進行靜壓試驗。靜壓試驗中，輪毅、輪胎、連接件等裝配均符合設(shè)計與公差要求;工裝設(shè)計與裝配符合要求。靜壓試驗示意如圖1所示。

　　該鍛件的生產(chǎn)工藝流程為:噴射成形錠坯~熱加工擠壓~熱加工胎模鍛~粗機加工~淬火處理~雙級過時效熱處理~精機加工~靜壓試驗。筆者通過結(jié)合鍛件的熱加工鍛造工藝、熱處理工藝[9-10]和靜壓試驗條件，采用宏觀觀察、電導率測試、力學性能測試、低倍組織檢驗、斷日及有限元模擬分析等方法，分析了該鍛件開裂的原因[11]。同時還提出了有效的改進措施，以防此類失效的再次發(fā)生，為噴射成形7055超高強鋁合金鍛件的穩(wěn)定生產(chǎn)、質(zhì)量控制、試驗環(huán)境適應(yīng)性提供了保障。

　　【結(jié) 論】

　　該噴射成形7055超高強鋁合金鍛件在靜壓試驗中提前開裂，屬于一次性的過載斷裂。該機輪鍛件開裂的原因是:機輪設(shè)計不合理，導致定位孔和根部直角產(chǎn)生強烈的應(yīng)力集中，隨著機輪靜壓載荷的增大，機輪開始發(fā)生屈服變形，形成沿橢圓長軸向的拉應(yīng)力;載荷繼續(xù)增加，孔周圍直角處尖端應(yīng)力急劇增大，突破了材料的抗拉強度，產(chǎn)生裂紋，在過載的情況下，裂紋迅速擴展并沿整個圓周開裂。通過改進設(shè)計，減小應(yīng)力集中，并優(yōu)化熱處理工藝，有效地提高了靜壓試驗失效強度，滿足驗收要求。

　　以下是正文：