航空用6061铝合金恒载荷应力腐蚀行为

采用恒载荷全浸腐蚀拉伸、断口扫描和室温拉伸等方法研究了拉应力对两种热处理状态6061铝合金(6061-T4和6061-T6)应力腐蚀行为的影响。结果表明，在O₂和Cl^-共存环境中，6061-T4铝合金的应力腐蚀敏感性很低，力学性能降低主要受腐蚀介质的电化学腐蚀影响；6061-T6铝合金的应力腐蚀开裂敏感性高于6061-T4铝合金，其应力腐蚀开裂倾向受腐蚀影响为主，力学因素影响为辅；应力腐蚀后，6061-T4和6061-T6铝合金表层腐蚀区域为沿晶脆断，次表层为准解离断裂，中心为穿晶断裂；在腐蚀介质与应力同时作用下，6061-T4铝合金由点蚀发展为晶间腐蚀，并随应力增大变为剥落腐蚀；6061-T6铝合金点蚀不明显，但晶间腐蚀深度随应力增大而加深。     

超声滚压对LZ50钢疲劳性能及短裂纹行为的影响EI北大核心CSCD

针对超声滚压(USRP)对材料短裂纹行为影响规律不明的问题,对LZ50钢开展USRP试验,对比分析USRP对材料表面形貌、表层显微组织、表层显微硬度、残余应力分布和疲劳寿命的影响,并在340MPa应力水平下开展旋转弯曲复型试验,研究USRP对疲劳短裂纹萌生和扩展的影响。结果表明:USRP能使材料表面发生塑性变形,有效改善材料表面状态,降低表面粗糙度;处理后的LZ50钢表层铁素体、珠光体组织显微硬度平均值分别从200 HV和240 HV提升至304 HV和357 HV,表层残余压应力从-103 MPa提升至-720 MPa,且表层显微硬度和残余压应力沿深度方向呈梯度分布,影响层深约为300μm。在340MPa应力水平下,USRP试样平均疲劳寿命提升385.54%,疲劳短裂纹突破晶界障碍、珠光体带状组织,出现第一、第二次显著降速时的平均寿命分数f分别从0.068和0.469延后至0.172和0.604,短裂纹的萌生和扩展得到明显抑制与延缓。研究结果有助于明确USRP在抑制材料疲劳裂纹萌生与扩展上发挥的积极作用,可为工程材料表面强化工艺的选择提供参考。     

阳极氧化6061铝合金在工业海洋大气环境长周期暴晒时的腐蚀行为

在青岛工业海洋大气环境中对硫酸及硼硫酸阳极氧化处理的6061铝合金进行5 a的长周期大气暴晒实验,通过表面截面形貌观察、质量损失分析、腐蚀产物分析、力学性能检测和断口分析等方法,研究两种阳极氧化处理对6061铝合金长期腐蚀行为的影响规律及机理。结果表明:经5 a大气暴晒试验后,表面阳极氧化处理能显著降低6061铝合金的平均腐蚀速率及力学性能损失,且硫酸阳极氧化的效果更明显;与裸材相比,硫酸和硼硫酸阳极氧化后5 a暴晒试验的平均腐蚀速率分别下降了70.2%和45.4%,屈服强度损失率分别下降了69.5%和11.0%,伸长率损失率分别下降了71.8%和41.0%。青岛工业海洋大气环境中高浓度的Cl-会对6061铝合金表面的氧化膜侵蚀破坏,穿透氧化膜引起点蚀。当点蚀发生在晶界处时,引发了晶间腐蚀;环境中的硫化物伴随着腐蚀介质可深入到晶界区域,加剧了沿晶裂纹的扩展。阳极氧化膜对Cl-的侵蚀有较强的阻挡作用,且硫酸阳极氧化膜的阻挡作用更好,能有效地抑制晶间腐蚀的萌生和扩展,进而减小了6061铝合金强度及塑性的损失,使得硫酸阳极化6061铝合金具有较好的强度和伸长率。     

植入不锈钢腐蚀疲劳过程中的晶间腐蚀

用ＳＥＭ研究了浸在Ｈａｎｋ模拟体液中的轧态３１６Ｌ和铸态３１６Ｌ和铸态３１７Ｌ不锈钢在腐蚀疲劳期间产生的间晶腐蚀。结果表明，腐蚀疲劳初始裂纹是在腐蚀晶界上孕育产生的，在疲劳应力作用下，由沿晶扩展变为穿晶扩展；晶间腐蚀不是由碳化物析出造成晶界贫Ｃｒ产生的。而是一种非敏化晶间腐蚀。     

超声滚压20CrMnTi纳米化表面对局部腐蚀萌生行为的影响

目的 研究不同静压力条件下,形变诱导纳米化表层对20CrMnTi局部腐蚀萌生行为的影响。方法 采用超声滚压技术（USRP, Ultrasonic surface rolling processing）强化20CrMnTi表层,并运用激光共聚焦显微镜、EBSD与电化学方法进行表征,分别评价形变诱导纳米化表层的腐蚀行为以及局部腐蚀行为对表面应力集中状态以及微裂纹萌生行为的影响。结果 在弱碱性腐蚀条件下,20CrMnTi表层经超声滚压处理后,试样的点蚀击穿电位出现显著负移。同时,随着滚压压力升高,20CrMnTi表层钝化出现了显著的滞后,致钝电流与维钝电流同步增长,并伴有钝化区间缩小。借助激光共聚焦显微镜高精度三维重构,观测到在模拟弱腐蚀环境下,20CrMnTi超声滚压表面会显现出沿滚压方向凸出的波纹状局部腐蚀纹理,随滚压压力增长,波纹界面位置局部腐蚀损伤呈现一定的加深与拓宽,具有较高的裂纹萌生风险。通过EBSD表征发现,在超高频冲击作用下,20CrMnTi表层晶粒会转化为晶粒取向随机分布的细化表层,但由于波纹两侧晶粒存在取向差异,在滚压头高频多点的冲击作用下,不同取向晶粒的细化机制存在差别,导致波纹两侧晶粒构成电位差异明显的局部腐蚀微电池,呈现较高溶解选择性。结论 在超声滚压过程中,20CrMnTi表层晶粒在局部微区范围内会出现明显的细化程度差异,在电化学作用下,细化晶粒间的微区电位差异会导致表面出现选择性溶解,并在晶粒折叠界面处产生波纹状局部腐蚀坑,且伴随超声滚压压力增大,波纹状腐蚀坑会出现明显的拓宽与加深,具有较高的疲劳裂纹萌生风险。     

T6I6时效对6061铝合金拉伸及晶间腐蚀性能的影响

对T6I6时效处理的6061铝合金的拉伸性能、晶间腐蚀性能和电导率进行了测试,并采用OM和TEM对其组织进行了观察.结果表明,6061铝合金经180℃×8 h T6峰值时效后,虽然强度较高,但有严重晶间腐蚀倾向;T6I6预时效时间对拉伸性能影响不大,但中断时效温度和时间对其影响显著.由于较高的中断时效温度和较长的中断时间能获得高密度的晶内析出相和呈球状不连续分布的晶界析出相,因此,T6I6时效处理后的6061铝合金不仅能保持较高强度,同时还能显著提高晶间腐蚀抗力.经180℃×2 h+150℃×2160 h+180℃×8 h T6I6时效,合金抗拉强度和屈服强度分别为348.5和326.9 MPa,相对于T6状态,仅分别下降了2.1%和1.4%,腐蚀类型由T6状态的晶间腐蚀转变为均匀腐蚀,腐蚀深度约为30μm.     

不同取向7050铝合金试样的晶间腐蚀动力学

7050铝合金在使用中易发生晶间腐蚀,不同取向存在差异。采用光学金相显微镜、扫描电镜研究了60mm厚7050铝合金板材不同取向试样的组织分布、晶间腐蚀行为。结果表明:晶粒沿板材轧制方向呈扁平状,晶界处呈链状分布的第二相;晶间腐蚀开始于晶界的第二相处,L(纵向)-T(横向)面的晶界腐蚀后容易呈片状脱落,晶间腐蚀最大深度值最小,为3级晶间腐蚀;T-S(短横向)面和L-S面存在较多晶界,腐蚀容易向深度方向发展,T-S面的晶间腐蚀最大深度最大,为4级晶间腐蚀;腐蚀失重表明,T-S面的腐蚀失重最大,有较多的腐蚀产物脱落。此外,得到了不同取向试样的腐蚀失重和最大腐蚀深度随时间变化规律,并拟合得到了晶间腐蚀动力学方程。     

电脉冲对6061铝合金超声滚压表面力学性能与显微组织的影响

采用三维数字显微镜、表面粗糙度测量仪、显微维氏硬度计、纳米压痕仪和扫描电子显微镜,研究了电脉冲辅助超声表面滚压对6061铝合金表面力学性能及组织的影响。结果表明,在500 N的静压力下,超声表面滚压加工使6061铝合金出现表面损伤。通过电脉冲辅助加工,当峰值电流密度Jm=18.83 A/mm2时,观察到表面微裂纹数量明显减少。与超声表面滚压相比,当Jm为18.83 A/mm2时,表面粗糙度Ra由0.30μm提高到0.07μm,表面硬度由114 HV上升为122 HV,强化层深度由300μm提升到500μm以上,表层晶粒得到细化。与原始试样相比,Jm=18.83 A/mm2时的表面摩擦系数降低,表面耐磨性提高。     

Zn元素及时效工艺对2056铝合金局部腐蚀行为的影响

通过晶间腐蚀(IGC)、剥落腐蚀(EXCO)实验及透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)分析,研究Zn元素及时效工艺对2056铝合金抗晶间腐蚀性能和抗剥落腐蚀性能的影响。结果表明:2056铝合金在T6(175℃)时效态下,随着时效时间的延长,其晶间腐蚀与剥落腐蚀敏感性逐渐降低;在T8(155℃)峰时效态和T3(室温)时效态下,合金的抗晶间腐蚀及抗剥落腐蚀性能均有所提高,且在T3态下2056铝合金的抗腐蚀性能最好;在T6峰时效态下,不添加Zn的2056铝合金比添加Zn的2056合金的抗腐蚀性能差。合金发生局部腐蚀与晶界及其附近区域的特征紧密相关,当晶界析出相(S(S′)相)呈链状分布且晶界无沉淀析出带(PFZ)较宽时,合金晶间及剥落腐蚀敏感性大;晶界析出相尺寸越大,分布越不连续,PFZ越窄,合金晶间及剥落腐蚀敏感性越小;当晶界无析出相和PFZ时,合金晶间及剥落腐蚀敏感性最小。     

时效工艺对7A85铝合金力学和晶间腐蚀性能的影响

采用拉伸试验、晶间腐蚀实验、透射电镜观察等方法,研究时效工艺对7A85铝合金显微组织、力学性能和晶间腐蚀行为的影响。结果表明:7A85铝合金的T6态晶内分布着大量细小而弥散的GP区和少量η′相,晶界上析出相(η相)连续分布,无明显的无沉淀析出带(PFZ);T73态晶内析出相尺寸和间距都变大,晶界析出相长大粗化、呈不连续分布,PFZ带宽化,具有良好的抗晶间腐蚀性能,但强度略低;回归再时效处理后的7A85铝合金具有与T6态相似的晶内组织和与T73态相似的晶界组织,合金的抗拉强度及电导率分别为731.7MPa和36.5%(IACS),即合金同时具有较好的强度和抗腐蚀性能。合金的晶间腐蚀敏感性与晶界析出相和无沉淀析出带有关,晶界析出相尺寸越大,分布越不连续,PFZ越宽,合金腐蚀敏感性越小。     

Influence of Ultrasonic Rolling on Corrosion Resistance of 7075 Aluminum AlloyEI北大核心CSCD

表面纳米化处理是一种有效改善耐腐蚀性能的手段,但受表面粗糙度和残余应力等因素的影响,其相关机制并不清晰。 运用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)研究经超声表面滚压工艺(USRP)处理后 7075 铝合金的组织和性能。结果表明： 经 1 道次和 15 道次 USRP 处理后,7075 铝合金表面粗糙度减小并且引入了残余压应力。滚压 15 个道次的试样表面能获得平均晶粒尺寸为 52 nm 的纳米晶。相较于未处理试样,经 1 道次和 15 道次 USRP 处理后试样的耐腐蚀性能均显著提高。其中, 滚压 15 个道次试样的耐腐蚀性能提升更为显著。这主要是因为纳米晶可以使材料表面形成更加致密的钝化膜,导致其耐腐蚀性能显著提高,而表面粗糙度降低和引入残余压应力是提升耐腐蚀性能的次要因素。对比分析残余应力、表面粗糙度和表面纳米晶对 7075 铝合金耐腐蚀性能的影响,揭示了 7075 铝合金经表面纳米化处理后耐腐蚀性能提升的机制。     

2219铝合金焊接接头晶间腐蚀行为

采用晶间腐蚀试验及极化曲线测试方法对2219铝合金母材、搅拌摩擦焊（FSW）及钨极氩弧焊（TIG）接头的腐蚀行为进行分析,借助金相显微镜、激光共聚焦显微镜、体视显微镜、扫描电镜及能谱仪分析腐蚀形貌及腐蚀产物.结果表明,2219铝合金母材及焊接接头的腐蚀行为主要与析出相有关,Al₂Cu的析出导致贫铜的无沉淀带作为阳极优先溶解.母材的抗晶间腐蚀能力最差,由表面点蚀开始,沿轧制方向逐渐发展为剥落腐蚀;TIG焊次之,表现为网状晶间腐蚀;FSW焊最低,焊核表现为点蚀,散落分布于表面.     

中性盐雾下7075铝合金搅拌摩擦焊焊缝的腐蚀行为

用金相和透射电镜对包铝的7075铝合金搅拌摩擦焊接头组织和微结构进行分析,用中性连续盐雾试验研究焊缝表面的腐蚀行为,并观察焊缝宏观和微观腐蚀形貌。研究结果表明：焊缝区的晶粒和第二相粒子得到明显细化,在焊缝表面的第二相粒子分布不均匀;搅拌摩擦焊焊缝区耐蚀性比包铝的母材低。腐蚀首先从局部点蚀和晶间腐蚀开始,最终演变为剥落腐蚀。     

6061-T6铝合金纵-扭复合振动超声深滚加工试验研究

基于纵-扭复合振动超声加工和超声深滚加工提出了纵-扭复合振动超声深滚加工工艺。采用普通深滚与纵-扭复合振动超声深滚2种加工方法对供应态6061-T6铝合金轴件进行表面强化处理,研究深滚工艺参数对加工表面质量的影响。结果表明:引入纵-扭复合振动后,超声深滚工艺参数对表面质量的影响规律与普通深滚不同,且在相同的工艺参数下,超声深滚所获得的表面粗糙度Ra值要小于普通深滚,最高降低约50%,而表面显微硬度和硬化率则有大幅提高,硬化率最高约为普通深滚的3倍,经纵-扭复合振动超声深滚处理后的表面更光滑,从而证明了纵-扭复合振动超声深滚加工工艺能更有效地实现6061-T6铝合金的强化处理。     

变形程度对7150铝合金再结晶及性能的影响

采用拉伸性能测试、晶间腐蚀、剥落腐蚀及电化学测试,结合金相和扫描电镜等分析手段,研究了变形程度对7150铝合金再结晶及性能的影响。结果表明,变形量越大,合金的再结晶程度越高。当变形量为75%时,合金的强度最高,变形量为60%时,晶间腐蚀和剥落腐蚀敏感性最低;再结晶程度随变形量增大是导致合金抗晶间腐蚀性能降低的主要原因。当合金变形程度为75%时,综合性能最佳。     

表面纳米化对X80管线钢应力腐蚀开裂行为的影响

通过超声表面滚压(ultrasonic surface rolling processing,USRP)方法对X80管线钢进行表面纳米化处理,利用金相显微镜和透射电镜对材料表面的微观组织进行了分析.采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)和扫描电镜观察研究USRP对X80管线钢在NS4溶液中的应力腐蚀行为.结果表明,USRP处理使X80管线钢表层晶粒细化至纳米量级,X80管线钢随着外加电位的负移,断裂时间、断面收缩率、应变量都明显缩短,X80管线钢的SCC敏感性增加,应力腐蚀断口呈穿晶准解理特征,表面纳米化延长了X80管线钢的断裂时间,增加了应力腐蚀抗力.     

双重淬火对7055铝合金组织性能的影响

通过拉伸性能测试、晶间腐蚀和剥落腐蚀性能测试,金相显微镜、透射电子显微镜研究了双重淬火对7055铝合金组织及性能的影响.结果表明:合适的双重淬火可调控晶界和晶内析出状态,使合金时效后晶界上的析出相呈断续分布,晶内沉淀强化相均匀、弥散、细小析出,保证合金高强度的同时,提高晶间和剥落腐蚀性能.     

时效处理工艺对1975合金腐蚀性能的影响

采用恒温浸泡、极化曲线、金相、扫描电镜和透射电镜技术研究不同时效处理工艺对1975铝合金的晶间腐蚀、剥落腐蚀和应力腐蚀行为的影响。结果表明,1975铝合金单级时效后的晶间腐蚀、剥落腐蚀和应力腐蚀的敏感性变化规律为：欠时效(120 ℃/12 h)>峰时效(120 ℃/24 h)>过时效(120 ℃/36 h)。合金的腐蚀敏感性与晶界析出相η (MgZn₂)和无沉淀析出带（PFZ）的特征有关,析出相分布越不连续,尺寸越大,无沉淀析出带越宽化,合金的腐蚀敏感性越低;反之,如果晶界析出相链状分布且尺寸较小,则合金的腐蚀敏感性高。     

Effect of ultrasonic casting on microstructure and its genetic effects on corrosion performance of 7085 aluminum alloy

The effect of ultrasonic casting on microstructure and its genetic effects on strength, exfoliating corrosion, stress corrosion and electrochemical behavior of 7085 aluminum alloy have been investigated by optical microscope (OM), scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscope (TEM), together with tensile testing, exfoliation corrosion testing, electrical conductivity testing and polarization curve. The results indicate that ultrasonic casting could refine the grain, alleviate segregation and inhibit the formation of coarse nonequilibrium phase in as-cast state; in addition, the dissolution of nonequilibrium phase in the ultrasonic ingot during homogenization turns out to be more thorough. What is more, the plate processed from ultrasonic ingot holds a lower ratio of recrystallization after solid solution, and the corrosion performance of the alloy was improved under T6 temper, without sacrifice of strength, owing to the dispersive distribution of strengthening phase in the matrix and the coarse, sparse GBPs.