高速列车A7N01S-T5铝合金焊接接头盐雾腐蚀行为分析

选取了中国某类型高速列车常用的A7N01S-T5铝合金焊接接头,研究A7N01S-T5铝合金焊接接头在盐雾腐蚀条件下的腐蚀失效行为.结果表明,腐蚀后在焊接接头表面上生成了大量腐蚀产物,并且产生了较多的腐蚀坑,腐蚀坑最深处位于热影响区,蚀坑深度为35.4μm,蚀坑面积率为43.6%.铝合金焊接接头先发生点蚀,随着蚀坑深度...     

环境湿度对6005A铝合金焊接接头盐雾腐蚀行为影响的研究

在不同环境湿度条件下对6005A铝合金进行焊接,研究了环境湿度对焊接接头盐雾腐蚀行为的影响.结果表明:在6种湿度条件下,腐蚀14天后的焊接接头腐蚀失重量比腐蚀7天的失重量多,但是腐蚀速率低.腐蚀7天时,随环境湿度的加大,腐蚀速率先升高后下降,但当环境湿度为80％时,腐蚀速率达到最大,环境湿度为70％时,腐蚀速率最低.腐蚀14天时,腐蚀速率在环境湿度为50％时达到最大,环境湿度为90％时最小.腐蚀后焊接接头的抗拉强度比腐蚀前有明显下降.     

包铝层对铝合金腐蚀行为的影响

对LC4CS、LY12CZ、LF6M三种铝合金在厦门海域全浸区有、无包铝层的条件下的腐蚀行为及腐蚀数据进行了对比研究。同时,通过自腐蚀电位和电偶电流的测量,对LF6M（包铝）在厦门海域潮差区的反常腐蚀行为进行了分析。     

A7N01铝合金焊接接头中不同区域在不同介质中的电化学腐蚀行为

为了积累A7N01铝合金及其焊接接头在不同介质中的电化学腐蚀数据,采用ER5356焊丝分别焊接了A7N01-T5和A7N01-T4铝合金。采用动电位扫描法分别测试了2种铝合金焊接接头中的母材及焊缝分别在5%(质量分数)NaCl,Na2SO4,NaNO3溶液中的极化曲线,并计算出相应的电化学参数。结果表明:2种铝合金焊接接头中母材在3种腐蚀溶液中的腐蚀倾向大于焊缝,腐蚀速率也快于焊缝;Cl-,SO2-4和NO-3对2种铝合金焊接接头中的母材及焊缝的腐蚀加速作用依次减弱;A7N01-T5母材在3种腐蚀介质中的耐蚀性优于A7N01-T4母材的。     

高速列车用6061和7N01铝合金焊接接头断裂韧性分析

按照国家标准GB/T 21143-2007《金属材料准静态断裂韧度的统一试验方法》求得高速列车用6061和7N01铝合金焊接接头中焊缝、热影响区和母材3个区域的CTOD值δ_c和J积分值J_c,借助于数理统计的方法对焊接接头的断裂韧性进行了分析,并结合金相组织和断口形貌分析了它们之间关系.结果表明,对数正态分布对小样本断裂韧性数据拟合程度最好;6061和7N01铝合金焊接接头中各区域δ_c值和J_c值热影响区最大,焊缝次之,母材最小;6061和7N01铝合金焊接接头比较,7N01铝合金焊接接头中母材和焊缝的δ_c值和J_c值都优于6061铝合金焊接接头的相同区域;热影响区的δ_c值6061铝合金优于7N01铝合金;而热影响区的J_c值7N01铝合金优于6061铝合金.     

残余应力对高速列车A7N01铝合金焊接接头疲劳行为的影响

研究了残余应力在疲劳加载过程中的应力松弛行为,采用预拉伸、表面喷丸等表面预制残余应力的方法预制了表面残余应力,并研究了焊接接头的疲劳性能. 结果表明,在经过1×105周次循环载荷后,各个部位残余应力发生较大松弛,在经过2×105周次后,应力松弛较1×105周次时松弛幅度降低. 在2×105周次后,应力松弛不再明显,最终残余应力分布在拉应力20～40 MPa之间. 当引入残余应力后,各种条件下的实际应力循环比发生了明显的变化,当应力比R≥0时,随着R的增大,平均应力增大,试样的疲劳周次显著下降. 残余压应力会使裂纹萌生的周期缩短,同时加快疲劳裂纹扩展速率.     

焊接气孔缺陷对A7N01铝合金焊接接头腐蚀疲劳性能的影响

在不同环境湿度条件下制备了不同焊缝气孔率的A7N01铝合金焊接接头,并通过条件腐蚀疲劳强度和断口微观形貌研究气孔缺陷对焊接接头腐蚀疲劳性能的影响。结果表明,当焊接环境的湿度由常湿增至70%时,焊缝的平均气孔率由0.07%增大为0.16%,接头的条件腐蚀疲劳强度由110 MPa降为100 MPa,焊接气孔缺陷对A7N01铝合金焊接接头的腐蚀疲劳性能有明显影响。焊缝中的气孔会造成严重的缺口效应,引起应力集中,导致裂纹在气孔处优先萌生,并在应力和腐蚀介质的共同作用下形成沿晶与脆性疲劳条带的混合断裂形貌。     

A7N01P-T4铝合金MIG焊焊接工艺的研究

通过拉伸、弯曲和硬度等试验以及显微组织分析,对不同焊接热输入和不同预热温度下A7N01P-T4铝合金焊接接头的组织与性能进行了研究。结果表明:当焊接热输入增加和预热温度降低时,接头的抗拉强度有所提高,所有试样均在焊缝处断裂且接头的抗拉强度均满足相关标准要求。除小焊接热输入以外的不同焊接热输入和不同预热温度下的焊接接头均具有良好的弯曲性能。焊缝处硬度最低,接头均无软化现象。接头各区域的显微组织也没有明显变化。     

A7N01S-T5铝合金焊接接头应力腐蚀性能

通过四点弯梁恒位移应力腐蚀实验方法对A7N01S-T5焊接接头进行应力腐蚀实验研究,通过失重研究焊接接头的腐蚀动力学变化趋势,通过激光共聚焦显微镜观察焊接接头的微观腐蚀形貌,并对热影响区、焊缝区和母材区的腐蚀面积率和腐蚀深度进行统计,比较各区的腐蚀程度。结果表明,在NaCl腐蚀介质中,A7N01S-T5焊接接头的失重呈对数增长趋势,微观形貌表明,热影响区的腐蚀程度最大,焊缝区腐蚀程度最小。     

高速列车A7N01S-T5铝合金横梁断裂原因

某高速列车车体底板横梁在运行120万公里后发生断裂,对失效件进行了化学成分检测,并采用光学显微镜对裂纹形态进行观察,采用扫描电镜对断口进行分析,确定了失效件的断裂属沿晶型应力腐蚀破裂(SCC)。横梁螺栓孔处由于几何形状不连续、拉应力集中使基体金属容易暴露,在环境中水,Cl-,SO2的作用下溶解成为蚀坑,成为裂纹源。合金由于热处理不当,过热引起晶粒粗大、第二相沿晶界集中分布,成为腐蚀活性通道,在拉应力的协同作用下裂纹扩展加速进行,最终导致横梁断裂。     

高速列车A7N01S-T5铝合金焊接接头晶间腐蚀性能研究

研究高速列车A7N01S-T5铝合金母材及焊接接头的晶间腐蚀行为,测定和观察腐蚀失重、硬度变化、断面和表面形貌.结果表明,在含氯的腐蚀介质中,焊接接头的腐蚀速率高于母材,热影响区是接头腐蚀最为严重的区域,腐蚀沿晶界扩展,形成网状裂纹.焊接热输入使热影响区的富锌强化相沿晶界连续析出,其电位最低因而成为腐蚀电池的阳极,不断...     

高速列车用高强A7N01铝合金焊接接头的组织与性能

通过维氏硬度计、扫描电镜、能谱仪对高速列车用A7N01铝合金MIG焊接接头的显微硬度、微观组织、疲劳断口形貌及组织成分进行试验分析。结果表明,焊接接头热影响区淬火区晶粒细小,晶内有很多细小的强化相;软化区晶粒粗大,晶内细小强化相较少,强化相在晶界处聚集长大。热影响区晶内有很多粗大化合物Al8Fe2Si,这些粗大化合物中杂质元素Fe、Si含量较高,容易导致疲劳裂纹的萌生。在粗大化合物的边界部位有强化相MgZn2析出。焊接接头硬度分布不均匀,软化区硬度明显低于淬火区,焊缝硬度最低,为72.1 HV,母材硬度最高,为135 HV。疲劳模拟试验表明,在靠近熔合线的热影响区产生了疲劳裂纹,并在淬火区扩展至试样最终断裂。疲劳裂纹倾向于沿晶扩展,疲劳断口上有很多沿晶二次裂纹。     

0359铝合金海洋性大气腐蚀行为

利用盐雾腐蚀试验研究时间对0359铝合金在海洋大气环境中腐蚀行为的影响,通过失重分析考查了0359铝合金的腐蚀动力学特征,分析了腐蚀产物的微观形貌及元素变化情况.结果表明:腐蚀失重与时间的关系呈幂函数规律,腐蚀48h后,腐蚀速率随时间延长逐渐变小,且趋于平缓;腐蚀形貌以点蚀为主,腐蚀产物主要由Al、O、Si三种元素组成;腐蚀48h后的腐蚀失重数据高于LC4铝合金在万宁地区户外暴露10年的数据,且未发生穿透性腐蚀,在海洋性环境中可满足10年以上的使用寿命.     

补焊对7N01合金焊接接头腐蚀行为的影响

实际生产过程中,补焊过程往往对焊接接头的可靠性产生影响.研究了补焊对7N01-T5/7N01-T4异种铝合金腐蚀性能的影响.结果表明,补焊会导致焊接接头耐蚀性降低,特别是热影响区域.焊接接头腐蚀性能演变主要与补焊过程中Zn元素从基体向晶界处的扩散有关.     

2A12-T4铝合金在盐雾环境下的腐蚀行为与腐蚀机理研究

采用失重法、扫描电镜 (SEM)、X射线衍射仪 (XRD) 和电化学技术研究了2A12-T4铝合金在盐雾环境下的腐蚀规律及机理。结果表明：2A12-T4铝合金的腐蚀失重量与腐蚀时间符合幂指数函数规律。腐蚀初期,在Cl^-作用下2A12-T4合金发生点蚀,随后点蚀发展为全面腐蚀,电化学腐蚀产生大量Al(OH)₃导致疏松腐蚀产物层增厚;腐蚀中、后期,外层腐蚀产物发生脱落,剩余致密堆叠的腐蚀产物层。电化学测试表明,随着腐蚀时间的延长,2A12-T4合金的自腐蚀电流密度先减小后增大再减小,容抗弧先收缩后扩大,最后略有收缩。     

A7N01铝合金焊接接头的补焊性能分析

以高速列车用A7N01铝合金原始焊接接头和一次补焊接头为研究对象,通过残余应力测试、拉伸试验、硬度试验、金相分析以及断裂韧度测试等手段对补焊前后焊接接头力学性能进行了研究,基于断裂力学理论对补焊前后焊接接头进行了力学性能测试和显微组织分析,依据试验结果对补焊前后构件临界失稳断裂长度进行计算,由金相分析结果假定补焊前后初始裂纹长度,利用Paris公式对含有初始缺陷的补焊前后焊接接头进行疲劳剩余寿命计算,计算结果说明尽管补焊工艺一定程度造成了材料性能损失,在存在裂纹的情况下依然是一种有效的提高构件承载能力的方法.     

风电系统散热器用0359铝合金的盐雾腐蚀行为

目的研究0359铝合金的腐蚀行为,对其腐蚀使用寿命进行预测。方法采用盐雾实验模拟海洋大气环境,对腐蚀试样进行SEM、EDS、腐蚀深度、腐蚀失重、极化曲线和阻抗分析。结果 0359铝合金在盐雾腐蚀实验的条件下,腐蚀产物主要含O、Al、Si。随腐蚀时间延长,腐蚀点增多,腐蚀产物增多,且部分溶解脱落,腐蚀失重增加,腐蚀坑增大、加深。腐蚀时间由8 h逐渐增加至72 h,自腐蚀电位由-852.859 m V负移至-966.046 m V,腐蚀电流密度由0.346μA/cm~2增大至3.971μA/cm~2,腐蚀阻抗降低,腐蚀速率增加。腐蚀96 h时,自腐蚀电位正移,腐蚀电流密度减小,腐蚀阻抗增加,腐蚀速率降低。0359铝合金腐蚀失重-时间拟合曲线为y1=0.1927t~(0.6997),LC4铝合金在万宁地区户外暴露10年的腐蚀拟合失重为3.2629 g/m~2,此时,0359铝合金户外腐蚀10年的当量腐蚀深度为43.80μm,为翘片厚度的17.52%。结论 0359铝合金腐蚀形貌表现为点蚀,Al发生了吸氧腐蚀。腐蚀初期,0359铝合金表面的钝化膜阻碍了腐蚀,随腐蚀时间增加,钝化膜逐渐被破坏,腐蚀速率增加;腐蚀后期,大量腐蚀产物覆盖,阻碍了O、Cl-与铝合金的接触,降低了腐蚀速率。0359铝合金表面钝化膜和腐蚀产物具有减缓腐蚀的作用,且0359铝合金满足10年以上使用寿命。     

A7N01S-T5铝合金焊接热影响区腐蚀疲劳裂纹萌生行为研究

以高速列车常用的A7N01S-T5铝合金型材焊接热影响区为研究对象,分析析出相的SEM组织及化学成分,采用超景深显微镜观察不同时间节点腐蚀疲劳裂纹萌生过程,并统计分析点蚀坑的面积及最大径长。结果表明,热影响区的腐蚀面积率、腐蚀速率、蚀坑最大径长均随着试验时间的增加而增加,腐蚀坑主要沿着挤压方向分布的大颗粒、富含Fe的二相粒子周围萌生,在交变应力的促进作用下,热影响区腐蚀疲劳裂纹在腐蚀坑最大径向方向沿着挤压方向萌生、扩展。     

A7N01P-T4铝合金激光-MIG复合焊接头微区性能

以高速列车用14 mm A7N01P-T4铝合金为研究对象,对其激光-MIG复合焊接头的焊缝（WM）、热影响区（HAZ）两个微区以及母材（BM）进行微区拉伸、断裂韧度等性能测试,并结合金相、断口扫描等分析该种接头各区及母材的性能差异.结果表明,A7N01P-T4铝合金母材的抗拉强度最高,其次为激光-MIG复合焊接头热影响区,焊缝最差;接头热影响区的断裂韧度J_m（14）值最高,约为119.580 kJ/mm2,其抵抗裂纹扩展的能力是3个区域中最强的;Shapiro-Wilk正态性检验表明,A7N01P-T4铝合金激光-MIG复合焊接头的断裂韧度测试结果具有较高的可靠性.