变幅载荷下铝合金的腐蚀疲劳裂纹起始寿命

试验测定了铝合金切口件在变幅块谱下于３．５％ＮａＣｌ溶解中的腐蚀疲劳裂纹起始（ＣＦＣｌ）寿命,结果表明,变幅载荷谱中的大超载会显著延长ＣＦＣＩ寿命,并用超载方式和加载顺序具有明显的影响,根据反映大小载荷交互作用和腐蚀效应的超载ＣＦＣＩ寿命曲线,探讨了应用Ｍｉｎｅｒ累积损伤定则建立变幅载荷下切口件ＣＦＣＩ寿命估算模型的可行性,并应用平均秩对变幅块谱下ＣＦＣＩ寿命的分布进行了统计分析,讨论了变幅载荷谱     

腐蚀对2024铝合金板材力学性能的影响

2024铝合金常用于航空工业中,在海洋大气环境下服役时受到盐水环境的腐蚀,会显著缩短结构的使用寿命。本文以2024铝合金为研究对象,通过力学试验、电化学分析和扫描电子显微镜等分析手段,探讨2024铝合金在不同腐蚀时间下的力学性能变化、电化学腐蚀机理与断口裂纹演化特征。结果表明：2024铝合金在EXCO溶液中腐蚀0～9 h后,其腐蚀形貌表现为点蚀和晶间腐蚀的混合腐蚀模式;随着腐蚀时间的延长,腐蚀速率加快,蚀坑尺寸逐渐增大。腐蚀坑对2024铝合金的力学性能有较大影响。腐蚀时间在1 h内时,蚀坑导致的应力集中使试样的硬度、抗拉强度和伸长率迅速下降,蚀坑萌生的裂纹源诱发疲劳寿命显著下降69%;腐蚀时间超过1 h时,蚀坑在深度方向的缓慢扩展削弱了应力集中的影响,使硬度、抗拉强度、伸长率及疲劳寿命下降趋势减缓。2024铝合金在EXCO溶液中腐蚀后的疲劳断裂为沿晶断裂、解理断裂和韧性断裂的混合断裂模式。     

铝合金板预腐蚀坑萌生疲劳裂纹的几何构型

由于腐蚀坑不同位置的应力状态的差异,由腐蚀坑萌生的裂纹扩展行为仅仅用应力强度因子分析无法得到准确预测。考虑裂纹闭合效应的存在,本工作对于这种裂纹的应力场进行了分析,研究了其几何尺寸在裂纹扩展过程中的变化,理论分析表明这种几何形状的变化与材料形状以及应力范围的大小关系不大。对于裂纹扩展的几何形状变化的验证性试验的试验结果与理论分析的结果吻合程度良好。     

2024铝合金型材在不同气候区的大气腐蚀行为

在国内7个大气腐蚀试验站对2024铝合金挤压型材进行了6年暴露试验。用扫描电镜、能谱对腐蚀产物进行了分析,对Cl~-及SO_2的影响进行了电化学实验,讨论了2024铝合金大气腐蚀机理。     

腐蚀预损伤铝合金的疲劳行为研究进展

腐蚀损伤是老龄飞机所面临的一个关键问题,是引发裂纹萌生、扩展并导致飞机结构失效的重要原因,对铝合金的疲劳寿命起决定性作用;腐蚀预损伤如何影响铝合金的疲劳行为是建立含腐蚀损伤铝合金疲劳寿命预测方法的基础,是近年来航空界疲劳断裂领域研究的热点和难点.综述了近年来国内外关于腐蚀预损伤铝合金,尤其是在点蚀情况下的疲劳裂纹萌生和...     

2024铝合金型材在不同气候区的大气腐蚀行为

在国内7个大气腐蚀试验站对2024铝合金挤压型材进行了6年暴露试验。用扫描电镜、能谱对腐蚀产物进行了分析,对Cl~-及SO_2的影响进行了电化学实验,讨论了2024铝合金大气腐蚀机理。     

2024-T3铝合金在模拟海洋大气环境中的腐蚀行为

通过循环盐雾腐蚀实验,模拟2024-T3铝合金在海洋大气环境中的腐蚀过程。采用腐蚀质量损失测试、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)和电化学技术分别对腐蚀117、242、362、487和598 h的2024-T3铝合金试样进行测试分析,得到腐蚀动力学、腐蚀产物和点蚀坑的形貌、腐蚀产物的成分以及表面锈层的电化学特性,研究锈层对2024-T3铝合金大气腐蚀的影响。动力学分析表明,腐蚀过程中2024-T3铝合金的表面形成了具有较好保护性的锈层;电化学测试结果表明,锈层的保护性呈现随腐蚀时间的延长先增强后减弱然后再略增强的变化过程。     

7475高强铝合金在海洋和乡村大气环境中的腐蚀行为研究

目的研究海洋和乡村大气环境对7475高强铝合金腐蚀行为的影响,为7475高强铝合金环境适应性设计提供支撑。方法在万宁和北京大气环境试验站开展了7475高强铝合金为期36个月的户外暴露试验,通过腐蚀失重分析方法研究了7475高强铝合金在我国2种典型大气环境中的腐蚀动力学规律;借助环境扫描电镜(ESEM)、金相显微镜和X射线光电子能谱(XPS)等表征技术研究了7475高强铝合金的微观腐蚀形貌和锈层成分。结果2种大气环境中,铝合金腐蚀都呈现出初始阶段腐蚀迅速发展,之后腐蚀速率减慢,最后进入腐蚀扩展相对平稳时期的变化规律。在海洋大气环境中户外暴露36个月后,7475高强铝合金呈现明显的点腐蚀特征,腐蚀产物组成为Al(OH)_3、Al_2O_3和Al_2Cl_3。7475高强铝合金在乡村大气环境中表面腐蚀非常轻微,个别表面出现非常小且浅的腐蚀点。结论在乡村大气环境和海洋大气环境中,7475高强铝合金腐蚀动力学遵循幂函数规律。相比较乡村大气环境,7475高强铝合金在海洋大气环境中表现出非常强的腐蚀敏感性。     

2024铝合金在中国西部盐湖大气环境中的局部腐蚀行为

通过4 a的现场大气暴露实验,利用SEM/EDS,OM,XRD技术和电化学测试技术,研究了包/不包铝的2024铝合金在中国西部盐湖大气环境中的局部腐蚀行为.结果表明,包/不包铝的2024铝合金在盐湖大气环境中发生了严重的点蚀,暴露2 a后,包铝层已被腐蚀穿透;不包铝的2024铝合金最大点蚀深度已达约320μm个别位置发生穿孔.包/不包铝的2024铝合金的主要腐蚀产物都是层状双金属氢氧化物—[Mg_(1-x)Al_x(OH)_2]~(x+)(Cl~-,CO~(2-))_x·mH_2O.电化学测试分析结果表明,随Cl~-浓度的升高,2024铝合金的开路电位不断降低,耐蚀性变差.     

腐蚀疲劳裂纹尖端电化学行为的研究

采用微电极体系和试样背后打孔技术，对３００Ｍ超高强度钢在３．５％ＮａＣｌ水溶液中腐蚀疲劳裂纹尖端微区溶液电化学行为进行研究，在极化和无极化条件下分别测试裂化溶液的电位△Ｅ和ｐＨ值的变化，结果发现，无极化条件下，裂尖ｐＨ下降，电位上升，裂尖前沿电位和ｐＨ值随裂化分布不均匀，在极化条件下，裂尖电化学特征随极化电位变化而表现不同，基于裂尖电化学行为规律，对腐蚀疲劳裂放展规律进行解释。     

2050铝合金的疲劳裂纹扩展行为研究

研究取样方向、应力比以及微观组织对2050铝合金疲劳裂纹扩展速率的影响。结果表明:取样方向和应力比对疲劳裂纹扩展速率在近门槛区和快速扩展区的影响显著,而在稳态扩展区的影响则相对较小;L-T取样方向的速率最低,T-L取样方向的速率次之,S-L取样方向的速率最高,这主要与合金的晶粒取向、织构取向和第二相粒子取向有关;应力比为0.5的裂纹扩展速率高于应力比为0.1的速率,这在近门槛区主要与裂纹闭合效应有关,在快速扩展区主要受最大应力场强度因子Kmax的影响。     

航空航天铝合金腐蚀疲劳研究进展

铝合金因具有高的比强度、比模量,好的加工性能及焊接性能,在航空航天领域应用广泛.而腐蚀疲劳是造成航空航天材料失效的重要原因之一,因其危害性高、破坏性强且难以提前预测等特点,受到了广泛关注.铝合金腐蚀疲劳问题一直是飞机日历寿命研究中的重点问题,随着可重复使用航天器理念的提出,多次空天往返和地面修复过程也使腐蚀疲劳问题在可...     

胞外聚合物对飞机油箱2024铝合金腐蚀行为影响

目的 探究飞机油箱内有积水存在的环境中硫酸盐还原菌分泌的胞外聚合物（EPS）对飞机油箱2024铝合金腐蚀行为的影响,为飞机油箱中微生物腐蚀与防护提供理论依据。方法 针对航煤中微生物滋生导致飞机油箱材料2024铝合金腐蚀失效的问题,通过傅里叶红外光谱（FT-IR）分析EPS的组成,并利用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-MS）分析金属离子含量,采用表面分析法和电化学法研究了硫酸盐还原菌EPS在模拟飞机油箱积水环境中诱导飞机油箱2024铝合金的腐蚀行为。结果 与无EPS添加的介质条件相比,在相同的试验条件下,EPS导致航煤积水模拟溶液中的2024铝合金腐蚀电流密度减小,腐蚀产物膜呈疏松多孔的形貌,腐蚀形貌以点蚀为主。试验结束时,2024铝合金在EPS质量浓度为200 mg/L的模拟溶液中腐蚀速率大致为无EPS添加的模拟溶液中的1/10。当溶液中EPS质量浓度为100 mg/L和200 mg/L时,尽管EPS与Al3+络合产生的EPS-金属络合物会促进2024铝合金试样阳极溶解速度,但起主要影响的是抑制溶解氧扩散减缓阴极吸氧反应,抑制腐蚀的效果与EPS浓度仍成正比。结论 航煤积水模拟溶液中...     

2219高强铝合金焊接接头的腐蚀性能

采用浸泡试验、极化曲线以及电化学阻抗测试,对2219高强铝合金母材和焊接接头在3.5%NaCl溶液中的腐蚀性能进行研究。浸泡后试样的显微形貌表明,试样中铜元素的分布及存在形态与其腐蚀性能密切相关;极化曲线表明,在电化学腐蚀过程中,搅拌摩擦焊接头的腐蚀电流最小,电子束焊接接头次之,而钨极氩弧焊接头的腐蚀电流最大;电化学阻抗测试表明,腐蚀过程中体系阻抗值由大到小顺序为搅拌摩擦焊的接头,电子束焊的接头,母材,钨极氩弧焊的接头。     

2024-T3铝合金在不同酸性水溶液中的电化学行为

采用动电位极化和交流阻抗两种电化学测量技术,结合表面微观形貌观察,研究了2024-T3铝合金在不同种酸（包括乙酸、硫酸和盐酸）以及不同pH值水溶液中的电化学行为。结果表明:随pH值降低,合金自腐蚀电位负移,自腐蚀电流密度和腐蚀速率增大,合金表面钝化膜越易遭到破坏,溶液的腐蚀作用越强,且在不同pH值下,阴极极化过程的控制反应有所不同;在相同pH值下,以盐酸水溶液的腐蚀作用最强,硫酸水溶液相近但次之,乙酸水溶液最弱,这是酸的不同水解能力和氯离子的存在共同导致的;铝合金表面钝化膜的存在使得其在不同环境中的电化学行为表现不同,酸性条件下钝化膜失稳溶解,合金基体裸露并与溶液直接接触发生反应,而弱酸性条件下,钝化膜则能够保持相对完整性,对合金基体起到一定保护作用。     

缓蚀剂对2024铝合金在海水中缝隙腐蚀行为的影响

通过缝隙腐蚀浸泡实验考察了钼酸铵((NH4)6Mo7O24)和氯化铈(CeCl3)对2024铝合金在海水中缝隙腐蚀行为的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)及能谱EDAX对腐蚀试样表面形貌进行了观察,并分析了试样表面膜成分;结合动电位极化和交流阻抗对其抗缝隙腐蚀机理进行了讨论.结果表明:钼酸铵不能有效地抑制2024铝合金在海水中的缝隙腐蚀,虽然钼酸铵可以在缝隙外表面形成保护膜,但缝隙内的腐蚀却更为严重;而在含氯化铈的海水中,由于Ce3+的还原性降低了缝隙内外氧的浓度差,有效抑制了缝隙腐蚀的发生.     

2024锻造铝合金疲劳性能研究

本文着重研究了2024锻造铝合金经过T4及T6热处理后其单轴及多轴疲劳性能。采用了两种不同热处理方式制备出具有不同微结构的2024锻造铝合金,研究其在不同加载状态下的变形行为、疲劳机制及疲劳寿命。主要内容包括：对2024锻造铝合金进行单向拉伸、应力控制的单轴拉压疲劳及两种多轴拉扭疲劳试验,研究了加载状态与疲劳寿命的关系。结果表明,2024锻造铝合金材料的疲劳寿命对热处理和加载状态的敏感性很大,表现为在相同加载状态下2024-T4和2024-T6试样的寿命差别较大,以及同一热处理试样在不同应力幅值和不同加载路径下疲劳寿命差异大。     

6063铝合金着色钛锆转化膜结构和耐蚀性能的研究

为了获得性能优异的有色钛锆转化膜层,利用正交试验确定了组分为六氟钛酸、六氟锆酸、含锰成膜剂和有机酸的6063铝合金转化处理液的较佳配方,并分析了转化膜的表面形貌、成分及耐蚀性能.分析结果表明:生成的转化膜为淡黄色,且均匀、连续;转化膜中含有钛、锆元素,其腐蚀电位和腐蚀电流密度比裸6063铝合金明显降低,说明钛锆转化膜可以更好地抑制铝合金的阴极反应,从而更有效地提高铝合金的耐蚀性能.     

Corrosion Fatigue Behavior of 7A85 Aluminum Alloy Thick Plate in NaCl Solution

The S–N curves of 7A85-T7452 aluminum alloy in laboratory air and in neutral 3.5 wt% NaCl solution were obtained by axial fatigue tests. Results show that the detrimental effect of the aggressive solution was not noticeable at high-cyclic-stress regions, but the effect was significant at low-stress region. Corrosion fatigue mechanism was discussed by corrosion morphology analysis, fracture surface analysis and microstructure characterization. It was found that the corrosion fatigue crack commonly initialed at the localized intergranular corrosion site. TEM analysis showed that the microstructures of 7A85-T7452 aluminum alloy were characterized by fine and homogeneously distributed matrix precipitates, as well as continually distributed anodic grain boundary precipitates. The types of microstructures are the reason for its intergranular corrosion susceptibility. The corrosion fatigue process of 7A85 aluminum alloy in 3.5 wt% NaCl solution can be divided into four stages: the crack initiation stage, the stable growth stage with low and high growth rate and the final rupture stage. The sodium chloride solution mainly affected the crack initiation stage and the stable growth stage with low growth rate, and when the crack growth rate reached a threshold, the effect was reduced.