油箱积水环境对预腐蚀铝合金腐蚀疲劳性能的影响

对预腐蚀2XXX铝合金Kt=1和Kt=3试样进行了实验室空气环境和油箱积水环境下的疲劳寿命实验,并用单侧容限因数法对疲劳安全寿命进行了估算,得到了预腐蚀2XXX铝合金在这两种环境下的中值疲劳寿命和99%可靠度95%置信度水平上的安全疲劳寿命。油箱积水环境显著降低了预腐蚀2XXX铝合金的疲劳性能,实验室空气环境下的疲劳寿命数据比较分散,应力水平越低越分散,而油箱积水环境下的疲劳寿命数据比较集中。油箱积水环境下的腐蚀主要由电化学腐蚀和微生物腐蚀组成。     

预腐蚀后拉伸超载对LC4CS铝合金疲劳性能的影响

采用预腐蚀后进行单次拉伸超载疲劳试验的方法，研究了腐蚀与超载对LC4CS材料疲劳寿命的影响。结果表明，如果保持超载比不变，试件疲劳寿命将随预腐蚀年限增加而线性降低，且分散性逐年增大；在低超载比时，预腐蚀对疲劳寿命的亏损作用与超载对疲劳寿命的增益作用相互抵消；在超载比较大时，超载迟滞效应对疲劳寿命的增益作用明显。     

不同腐蚀环境对7475-T7351铝合金疲劳性能及裂纹扩展速率的影响

采用轴向加载疲劳和疲劳裂纹扩展速率性能测试方法,研究了不同腐蚀环境对7475-T7351铝合金厚板疲劳及裂纹扩展性能的影响.结果表明:腐蚀环境对7475铝合金的疲劳性能有较大影响,油箱积水和3.5%(质量分数,下同)NaCl溶液中光滑试样的疲劳强度较室温下降约68%,油箱积水和3.5%NaCl溶液环境对材料疲劳强度的影响程度基本相同;不同环境腐蚀(空气和3.5%NaCl)和不同温度(室温和125℃)对材料的低周疲劳性能影响不大;腐蚀环境对裂纹扩展有较明显的加速作用,油箱积水和3.5%NaCl溶液环境对裂纹扩展的加速规律基本一致.     

超声深滚处理改善预腐蚀7A52-CZ铝合金疲劳性能机理

研究了超声深滚(UDR)处理对预腐蚀7A52-CZ铝合金疲劳性能的作用.7A52铝合金试样在剥蚀腐蚀溶液中浸泡不同时间后进行了超声深滚处理.分别对未腐蚀试样、腐蚀试样和腐蚀+UDR处理试样进行了疲劳试验,用XRD应力测试和扫描电镜等方法分析了UDR处理前后试样的残余应力和断口形貌,并对疲劳断口进行了分析.结果表明:UDR处理在铝合金中引入超过1mm深的残余压应力层,延长了7A52的预腐蚀疲劳寿命.对于腐蚀较轻的试样,UDR处理使裂纹源在表层下残余压应力和拉应力过渡区产生,延长了疲劳裂纹萌生寿命;对腐蚀较重试样,疲劳裂纹仍从晶间腐蚀处形核,但由于引入残余压应力及腐蚀裂纹的部分愈合效应,仍在很大程度上改善了7A52的预腐蚀疲劳寿命.     

孔边倒角和预腐蚀作用下航空铝合金疲劳性能及断裂机理研究

基于航空铝合金带孔结构材料在服役过程中常因腐蚀损伤而导致疲劳断裂问题,通过对未腐蚀和预腐蚀24h后的7075铝合金双孔未倒角和双孔倒角试样进行疲劳实验研究,分析腐蚀预损伤和孔边倒角对试件疲劳性能的影响及疲劳断裂特性差异。结果表明:腐蚀预损伤对7075铝合金材料疲劳寿命的影响显著,双孔未倒角和倒角试样预腐蚀24h后试样中值疲劳寿命比未腐蚀试样最大下降了31.74%和26.92%;孔边倒角对材料疲劳寿命有一定的影响,未腐蚀和预腐蚀24h孔边倒角试样中值疲劳寿命比未倒角试样最大下降了28.02%和15.36%,主要原因是由于孔边倒角过程中产生加工刀痕,引入了"预损伤",且倒角后疲劳裂纹萌生位置变多,导致材料发生疲劳断裂的概率变大。     

潮湿空气环境对2024-T3铝合金疲劳性能的影响

采用2024-T3铝合金含中心孔试件进行了实验室空气环境和潮湿空气环境下的疲劳寿命实验及升降法实验,研究了潮湿空气环境对2024-T3铝合金疲劳性能的影响.结果表明,潮湿空气环境显著降低了2024-T3铝合金的疲劳性能,潮湿空气环境对其疲劳寿命特征值和疲劳强度均值的影响系数分别为0.6059和0.8722;在潮湿空气环境中疲劳寿命的分散性变大,用疲劳寿命的中值或特征值得到的腐蚀影响系数进行可靠度95%的腐蚀环境下的寿命修正,将得到偏危险的结果.用潮湿空气环境对基本可靠性寿命的影响系数由标准S-N曲线折算得到的对疲劳强度的影响系数与升降法测得的对疲劳强度的影响系数基本一致,在潮湿空气环境下标准S-N曲线参数仍然适用.     

潮湿空气环境对LC4铝合金疲劳性能的影响

在实验室温度条件下,LC4材料随着应变越接近疲劳极限强度,潮湿空气环境对疲劳寿命的腐蚀影响系数由0．8699降低到0．6684,影响变得更为显著。潮湿空气环境对疲劳强度极限的均值的腐蚀影响系数为0．9467,潮湿空气环境降低了其疲劳性能     

3.5%NaCl腐蚀环境下2种航空铝合金材料疲劳性能试验研究

腐蚀环境下的疲劳性能是航空金属结构疲劳寿命设计的重要前提,为此,试验测定了2种航空铝合金材料（2E12-T3、7050-T7451）的光滑试样和缺口试样在干燥大气和3.5%NaCl腐蚀环境下的疲劳性能,在试验数据的基础上进行性能对比,并对试样断口进行扫描电镜（SEM）分析,研究了3.5%NaCl腐蚀环境与载荷联合作用对腐蚀疲劳性能的影响机理,研究结果表明：3.5%NaCl腐蚀环境对2种铝合金材料的疲劳性能均产生不利影响,且腐蚀与疲劳载荷的交互作用随着应力水平的降低而增强,疲劳性能下降更明显;与光滑试样相比,腐蚀环境对铝合金2E12-T3缺口试样疲劳性能的影响更大,但对铝合金7050-T7451缺口试样疲劳性能的影响却变小;在腐蚀环境下,裂纹尖端易发生电化学反应产生腐蚀产物和[H]离子,腐蚀产物的存在会阻碍裂纹闭合,同时,[H]离子导致裂纹尖端的氢脆效应,加快裂纹扩展,使疲劳性能降低。     

预腐蚀铝合金典型螺栓单搭接件疲劳寿命研究

模拟飞机服役环境,对航空LY12 铝合金板材典型螺栓单搭接试验件做了预腐蚀试验,然后通过疲劳试验得到了未腐蚀试验件和预腐蚀后试验件的疲劳寿命。通过对试验件分解检查,分析了腐蚀对航空LY12 铝合金典型螺栓单搭接件的影响。建立了考虑腐蚀影响的基于断裂力学的沉孔螺栓搭接件疲劳寿命计算模型,对预腐蚀搭接件的疲劳寿命进行了计算和分析。结果表明:螺栓孔附近和搭接面腐蚀较表面其他部位严重,腐蚀产物的膨胀作用下产生了“枕垫效应”;计算模型得到的疲劳寿命与试验寿命吻合较好,其中模型1 最大相对误差为36.7%,模型2 的最大相对误差为25.7%。搭接件不同的腐蚀程度要选择不同的计算模型才能得出精确的结果。在分析较严重的腐蚀对搭接件疲劳寿命影响时,应考虑搭接面的多腐蚀损伤。     

2E12铝合金加速腐蚀环境谱下的疲劳裂纹扩展

采用疲劳试验、腐蚀实验、SEM及EDS等分析测试手段,研究2E12铝合金标准中心裂纹试件在加速腐蚀环境谱下的疲劳裂纹扩展,该谱的1个周期包括温湿、热冲击、室温疲劳和盐雾4个环境块。利用修正的Paris公式分析,发现试样在加速谱环境下合金的疲劳裂纹扩展较实验室环境明显加速。合金的疲劳裂纹扩展主要呈现腐蚀疲劳特征。讨论了加速谱对合金疲劳裂纹扩展的影响,其中盐雾、湿热环境下的氢脆导致塑性区脆化及腐蚀诱导的阳极溶解是导致裂纹扩展、性能降低的主要原因。     

6061-T6 铝合金激光焊接接头腐蚀疲劳裂纹扩展

目的研究6061-T6铝合金激光焊接接头的腐蚀疲劳裂纹扩展特性,并分析裂纹扩展的影响因素。方法利用光纤激光器,焊接尺寸为150 mm×100 mm×4 mm(焊接方向、横向、熔深方向)的6061-T6铝合金,采用SE(B)三点弯曲疲劳裂纹扩展试验并利用连续降K法,分别在空气和人工海水中进行疲劳裂纹扩展试验,通过使用金相显微镜(OE)和扫描电子显微镜(SEM),对金相结构进行观测分析。结果同样工艺参数的焊接接头,在海水中疲劳裂纹门槛值(4.063 016 MPa·m~(0.5))大于空气中的门槛值(3.479 166 MPa·m~(0.5));在疲劳裂纹扩展中速区(da/dN10~(-5) mm/cycle)时,海水焊接接头疲劳裂纹扩展速率大于空气中的,低速区(da/d N10~(-5) mm/cycle)则小于在空气中的。结论成形良好的焊缝、晶粒细小的焊缝组织有助于接头疲劳裂纹扩展性能的提高;中速区,海水中疲劳裂纹扩展速率偏大,主要是由腐蚀条件下焊缝裂纹尖端阳极溶解和交变载荷共同作用导致;低速区,海水中疲劳裂纹扩展速率偏小,主要原因是腐蚀产物堆积于疲劳裂纹扩展尖端,产生较强裂纹闭合效应。     

喷丸强化对2XXX铝合金疲劳寿命的影响

研究喷丸对2XXX铝合金拉-拉疲劳性能的影响。对未喷丸试样和喷丸强化试样的微观组织、显微硬度、残余应力和拉-拉疲劳性能进行对比分析。结果表明:喷丸处理后,试样的组织和微结构未发现明显变化,但其粗糙度、残余压应力和显微硬度有所提高,分别是未喷丸试样的6.25倍,3.85倍和1.12倍;拉-拉疲劳性能显著提高,其中值疲劳寿命是未喷丸的1.67倍。在99.9%存活率下,喷丸试样的安全寿命是未喷丸试样的1.45倍。且表面喷丸强化后疲劳裂纹源由多个变为一个。     

应力比对航空高强LD2CZ铝合金腐蚀疲劳裂纹扩展的影响

利用扫描电镜联合液压伺服试验机,并借助于Walker公式研究了应力比对预腐蚀不同时间航空高强LD2CZ铝合金疲劳裂纹扩展的影响,在应力比分别为0．05,0．5,0．7的条件下对预腐蚀0,15,30d的LD2CZ铝合金单边缺口板状试样进行了疲劳加载试验,得到了其疲劳裂纹扩展速率曲线,并拟合出了Walker公式中的材料常数。结果表明：裂纹扩展速率会随着应力比的增加以及腐蚀损伤的加深而增大,拟舍得到的Walker公式可用来定量化地表征应力比和腐蚀损伤对疲劳裂纹扩展速率的影响。     

基于光纤光栅的铝合金腐蚀监测研究

铝合金腐蚀是导致航空器性能下降的主要原因之一.铝合金腐蚀初期以点蚀为主,体积几乎不改变,结合铝合金腐蚀的这一特点,设计了基于光纤光栅的薄片型和应力束缚型两种腐蚀监测结构,对铝合金腐蚀进行了实验研究.腐蚀发生前,对光纤光栅施加一定预应力,随着腐蚀的发生应力被逐渐释放,通过测量传感波长的漂移量就可以得到铝合金的腐蚀情况.实验表明,基于光纤光栅的腐蚀监测结构能够真实的反应铝合金的腐蚀情况,并且光纤光栅本身具有体积小、抗电磁干扰、耐腐蚀的特点,非常适合于航空器的铝合金腐蚀监测.     

2524铝合金包铝层在模拟油箱积水环境中结垢及其对腐蚀行为的影响

基于飞机油箱舱内铝合金在油箱积水环境中发生的结垢及腐蚀行为,采用电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和视频显微镜等设备研究了带包铝层的2524铝合金在模拟油箱积水环境中的结垢及其对腐蚀行为的影响。结果表明:2524铝合金包铝层在模拟油箱积水环境中的结垢行为分为两个阶段,浸泡初期主要为胶体铁在试样表面的沉聚,浸泡中后期则以难溶的金属氢氧化物沉积为主,且结垢面积随时间按照特定的幂函数变化;在浸泡前24h,结垢产物促进铝合金的腐蚀,在24h以后,结垢产物对铝合金包铝层的腐蚀起到一定的抑制作用。     

NaCl溶液中铝合金的接触腐蚀研究

研究了作为牺牲阳极材料的铅合金在ＮａＣｌ溶液中与Ａ_３钢，３０２不锈钢和Ｔ_２紫铜偶接时的接触腐蚀行为，探讨了溶液中Ｃｌ~－浓度和温度变化，以及电偶对中阴极金属材料和阴阳极面积比Ａｃ／Ａａ不同时对电偶电流密度ｊ_ｇ~（Ａｌ）的影响。结果表明，电偶对中阴极金属材料不同，ｊ_ｇ~（Ａｌ）随Ｃｌ~－浓度增加有不同的变化趋势；铝合金与三种金属电偶接前起始电势差△Ｅ的排列顺序只在Ｃｌ~－浓度小于０．０５０ｍｏｌ／Ｌ时与ｊ_ｇ~（Ａｌ）的排序一致；阳极还原反应的速率出氧的扩散过程控制，ｊ_ｇ~（Ａｌ）与Ａｃ／Ａａ成正比关系；溶液温度大于２０℃时，ｊ_ｇ~（Ａｌ）随温度升高显著增大。     

形变对LY12铝合金应力腐蚀开裂性能的影响

本文研究了不同的形变时效处理对LY12铝合金应力腐蚀开裂性能的影响。利用扫描电镜和透射电镜观察了各种形变时效状态试样应力腐蚀开裂的断口形貌及其微观组织,探讨了形变提高LY12铝合金应力腐蚀开裂抗力的原因。     

航空用7475-T7351铝合金厚板耐腐蚀性能

研究航空用7475-T7351铝合金厚板晶间腐蚀及剥落腐蚀性能,并利用金相和透射电镜分析该合金的腐蚀行为。结果表明:7475铝合金无明显晶间腐蚀,剥落腐蚀程度由表层的EA级递增至心部EC级。7475铝合金厚板发生剥落腐蚀主要是由于合金为片状组织,同时晶界存在由电偶腐蚀构成的通路,晶界腐蚀产物体积膨胀产生楔入力使晶间腐蚀沿着与表面平行的方向发展并逐步演变为剥落腐蚀。再结晶程度由表层到中心逐渐降低,晶粒长宽比增加,剥落腐蚀倾向增大,导致表层到心部的剥落腐蚀程度增加。