摘要：应用深度-敏感微压痕技术测试了2524-T3铝合金疲劳裂纹扩展中单峰拉伸过载前后裂尖附近的压入载荷-深度（P-h）曲线，并由此确定出代表性压痕特征参量（包括硬度、初始卸载接触刚度、残余压入深度和压痕塑性功与总功比等）在裂纹尖端附近的分布特征。根据压痕特征参量的物理意义，分析了材料变形抗力、刚度特性、塑性和韧性等力学性质在疲劳裂纹尖端微区的分布特征以及在拉伸过载前后的演变规律。分析结果表明：在疲劳裂纹扩展过程中，裂尖微区材料的变形抗力和刚度特性在裂纹尖端达到最大，两者沿裂纹扩展方向迅速递减并趋于稳定；而塑性与韧性性质在裂纹尖端达到最小，沿着裂纹扩展方向两者呈迅速增大并趋于常数。上述力学性质在裂纹尖端附近呈现的梯度分布反映出疲劳裂纹尖端微区材料发生的非均匀形变硬化和延性耗散现象，与裂纹尖端材料的疲劳损伤过程密切相关。本文的实验结果还进一步指出：单峰拉伸过载后裂尖附近的压痕特征参量分布特征与恒幅时基本一致，两者的区别在于拉伸过载使裂纹尖端变形抗力、刚度特性进一步增大，而塑性和韧性性质进一步减小，其沿裂纹扩展方向的梯度分布仍与过载塑性区相关。本文还应用M.Dao算法，结合实测的压痕特征参量，计算获得了疲劳裂纹尖端附近的材料基本力学参数（包括弹性模量、屈服强度和应变硬化指数）分布特征及其在拉伸过载前后的变化规律。本文的研究工作将为进一步研究疲劳裂纹尖端微区的材料真实本构关系和裂尖材料的损伤行为等提供相应的实验基础。

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