7A04铝合金应力腐蚀过程中裂纹萌生和扩展规律研究

为了研究不同拉伸速率对应力腐蚀敏感性及应力腐蚀过程(SCC)中裂纹萌生与扩展规律的影响,本文选用7A04铝合金在3.5%wt NaCl溶液中进行慢应变速率拉伸实验(SSRT),采用扫描电子显微镜(SEM)、体式显微镜、电化学方法、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等方法进行研究;提出一种原位预测裂纹萌生和扩张的新方法即相移与电化学阻抗谱相结合的方法来系统研究应力腐蚀过程(SCC)中裂纹萌生和扩展规律.结果表明:当拉伸速率为3.0 um/min时,在3 h附近裂纹开始萌生,在8 h附近裂纹发生明显扩展;通过高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对裂纹萌生和扩展机理进行研究,验证了新方法的可行性,推测裂纹的萌生和扩展机理可能是由晶界出产生的析出物引起的.     

焊接对304SS钢腐蚀行为的影响规律

采用304SS制作水浴式汽化器时需对304SS进行焊接加工,但此步骤会影响其耐蚀性能,并且距离焊点不同的位置,焊接对材料的影响不同。为了进一步确定焊接对304SS腐蚀影响规律,采用电化学阻抗和电化学噪声等技术研究了304SS钢的大管径盘管与小管径插管的承插焊接对其耐蚀性能的影响规律。结果表明:较高的焊接热可引起304SS钢中的γ相向α相的转变,而适度的(热处理)温度则可提高304SS钢中γ相的相对含量;在承插过程的形变应力和焊接高温热的共同作用下,304SS钢的初期点蚀作用增强,盘管的耐蚀性能按紧邻焊接点区域、未热处理区域、次邻焊接点区域的顺序依次增大,而插管的耐蚀性能按紧邻焊接点区域、次邻焊接点区域、未热处理区域的顺序依次升高。     

7B04铝合金应力腐蚀敏感性研究

利用慢应变速率拉伸应力腐蚀实验方法研究7B04铝合金的应力腐蚀开裂敏感性。研究温度、腐蚀介质、电化学极化对应力腐蚀敏感性的影响,结果表明:随温度的升高7B04铝合金的应力腐蚀开裂敏感性增强;溶液的腐蚀性越强,7B04铝合金的应力腐蚀开裂敏感性越大;无论是阳极极化还是阴极极化都会增加7B04铝合金的应力腐蚀开裂敏感性。     

7A52铝合金焊接件应力腐蚀性能评价

应用慢应变速率拉伸应力腐蚀实验方法和恒载荷拉伸应力腐蚀实验方法评价了7A52铝合金焊接试样的应力腐蚀(SCC)敏感性,并对断口微观形貌进行了分析.结果表明:使用5A56焊丝,采用金属焊条惰性气体焊接(MIG)工艺双面焊制成7A52焊接件应力腐蚀敏感性比较低,具有较好的抗应力腐蚀开裂性能;但当使用环境温度较高、施加应力大于90％σp0.2时,也有可能发生应力腐蚀开裂.断口微观分析表明焊接部位普遍存在气孔;高温或高应力下产生SCC开裂的断口存在明显的二次裂纹,并且随着应力水平的增加,二次裂纹增大.     

7055铝合金T型型材的应力腐蚀行为研究

通过拉伸性能测试、C环应力腐蚀试验、金相分析、扫描电镜和透射电镜观察等研究了7055铝合金T型型材的应力腐蚀开裂(SCC)行为.结果表明:7055铝合金T型型材纵向试样的抗拉强度、屈服强度、伸长率及断面收缩率均大于横向试样的;在间浸腐蚀和恒温恒湿环境下,纵向C环试样的开裂时间均长于横向试样的.型材纵向截面晶粒变形特征明...     

2B04铝合金在周浸试验中的腐蚀行为研究

采用周期浸泡的腐蚀试验方法,并通过电化学阻抗谱( EIS)、扫描电子显微镜(SEM)等检测技术,研究了2B04铝合金的腐蚀行为和腐蚀机理.结果表明2B04铝合金的腐蚀动力学符合幂函数规律,其腐蚀历程为由点蚀经短暂的晶间腐蚀后快速发展为剥蚀,EIS由高中频三个容抗弧和低频收缩的感抗弧组成.     

高速列车A7N01S-T5铝合金应力腐蚀行为研究

文章选取了我国某类型高速列车常用的A7N01S-T5铝合金材料,进行了恒载荷应力腐蚀试验,对A7N01S-T5材料的应力腐蚀机理、应力腐蚀强度因子K1SCC和裂纹生长机制进行了研究.结果表明,A7N01S-T5铝合金的应力腐蚀破坏敏感性很高,其临界应力场强度因子K1 SCC为5.2 MPa.m1/2,仅为断裂韧度K1 C的0.15,对应的临界应力门槛值б为123MPa,仅为拉伸强度бb0.27.裂纹断口面有明显的舌状凸起和凹坑的存在.A7N01S-T5铝合金的应力腐蚀裂纹以沿晶开裂为主,形貌呈树枝状,同时相邻二次裂纹之间有竞争生长的关系.     

当量加速腐蚀条件下7B04-T6高强度铝合金疲劳裂纹扩展规律研究

基于编制的机场环境加速试验谱,针对关键结构高强度铝合金件进行当量腐蚀试验,在实验室条件下成功地模拟和再现了服役环境条件的腐蚀损伤,借助复型法观测得到了腐蚀损伤的演化规律;通过预腐蚀疲劳试验和疲劳断口扫描电镜定量分析,得到了裂纹长度a与循环次数N数据集,分析了裂纹扩展速率da/d N与应力强度因子幅值ΔK的对应关系,定量表征了不同程度腐蚀损伤对疲劳裂纹扩展行为的影响规律.结果表明,在腐蚀初期,疲劳裂纹扩展过程中有经典的小裂纹扩展阶段;随着腐蚀损伤的加重,小裂纹行为不明显;腐蚀损伤越严重,疲劳裂纹扩展速率越快,结构抗疲劳性能显著退化.     

铈离子对高强铝合金应力腐蚀开裂的缓蚀作用

基于慢应变速率拉伸实验(SSRT),采用恒电流极化、电化学噪声(ECN)与电化学阻抗(EIS)等方法,研究7A04铝合金在3.5%(质量分数)NaCl水溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为以及Ce~(3+)对其SCC的缓蚀作用,探讨Ce~(3+)对裂纹孕育与发展过程的抑制机理。结果表明:无论是阳极还是阴极极化,均会促进7A04的SCC倾向,前者增加了裂尖的阳极溶解,后者则加速了裂尖的氢脆效应。Ce~(3+)的加入能延缓7A04的SCC断裂时间,但其有效性仅限于裂纹的萌生阶段。由于Ce~(3+)能够抑制铝合金表面的亚稳态点蚀发育和长大,因而使裂纹的孕育时间显著延长,降低了SCC的敏感性。不过一旦裂纹进入扩展阶段或者试样表面有预裂纹,则由于Ce~(3+)很难迁移到裂纹尖端或在裂尖区难以成膜,不能对裂纹的生长起到有效抑制作用,因而无法降低7A04的SCC发展速率。SEM分析表明7A04铝合金光滑试样SCC主要源于亚稳态或稳态点蚀的诱导作用。     

5A06铝合金及焊接材料的电化学腐蚀行为

目前有关5 A06铝合金及其焊缝腐蚀的研究较少.采用极化曲线和电化学阻抗谱(EIS),研究了5A06铝合金及同组成的焊接材料在3.5％NaCl溶液、自来水和60％醋酸中静态条件下的电化学腐蚀行为.结果表明:与原材料相比,5 A06铝合金焊接材料在3.5％NaCl溶液中腐蚀明显加剧,在60％醋酸中腐蚀速率略微增大,在自来水中腐蚀程度几乎相当;焊接材料在3.5％NaCl溶液和自来水中都形成了较为稳定的钝化膜.     

7xxx系铝合金应力腐蚀的控制

综述了7xxx系铝合金的应力腐蚀开裂机理(Stress corrosion cracking)与影响因素。应力腐蚀开裂机理主要有阳极溶解理论、氢致理论与"相变-Mg-H"理论。适当的固溶工艺与时效工艺可以提高铝合金的抗应力腐蚀性能;铝合金的应力腐蚀开裂敏感性随水蒸气中氧含量的增加而提高,含有Cl-、Br-和I-的水溶液会加快铝合金的应力腐蚀开裂的裂纹扩展速率。     

Influence of Inhibitor Concentration on Corrosion Fatigue Crack Initiation and Propagation

The paper reports the effect of0.01,0.1 and 1%NaNO2, a passive inhibitor, on corrosion fatigue (CF) crack initiation and propagation for a low strength structural steel A537 in 3.5%NaCl aqueous solution. The experimental results show that inhibitor increases the required cycles of CF crack initiation effectively, and this effect increases with increasing inhibitor concentration.However, there is nearly no effect of NaNO2 on CF crack propagation. The same CF crack propagation rate was found in all kinds of solutions. The results also indicate that the passive time in 1%NaNO2 solution during plastic deformation is much longer than cyclic time. NaNO2 passivates the specimen sudece and repairs passive film damaged by cyclic loading during the crack initiation. while the passsive film is not formed fully due to continuous plastic deformation at the crack tip during the CF crack propagation, which is much different from that in the stress corrosion cracking and general corrosion     

碳化硅颗粒增强7A04铝基复合材料的腐蚀行为

碳化硅颗粒增强7A04(SiCp/7A04)铝基复合材料的应用环境及其腐蚀状况都较复杂.过去,对它的研究方法多样,依据不同,因而其腐蚀结论有异,甚至矛盾.为了研究SiCp/Al复合材料的耐蚀性,用电化学法和失重法研究了SiC颗粒含量和粒度对SiCp/7A04铝基复合材料及基体合金耐腐蚀性能的影响.结果表明,与基体合金相比,SiCp/7A04铝基复合材料耐蚀性下降,SiC含量高的复合材料腐蚀较快,SiC颗粒尺寸越大,复合材料耐蚀性越好;采用扫描电镜(SEM)观察腐蚀后的微观形貌表明,SiC颗粒破坏了基体表面氧化膜的完整性,促进了点蚀的形成,但其自身的稳定性又阻碍了蚀孔的长大.     

The Role of Particles in Fatigue Crack Propagation of Aluminum Matrix Composites and Casting Aluminum Alloys

Fatigue crack propagation （FCP） behaviors were studied to understand the role of SiC particles in 10 wt pct SiCp/A2024 composites and Si particles in casting aluminum alloy A356. The results show that a few particles appeared on the fracture surfaces in SiCp/Al composites even at high △K region, which indicates that cracks propagated predominantly within the matrix avoiding SiC particles due to the high strength of the particles and the strong particle/matrix interface. In casting aluminum alloy, Si particle debonding was more prominent.Compared with SiCp/Al composite, the casting aluminum alloy exhibited lower FCP rates, but had a slight steeper slope in the Paris region. Crack deflection and branching were found to be more remarkable in the casting aluminum alloy than that in the SiCp/Al composites, which may be contributed to higher FCP resistance in casting aluminum alloy.     

Experimental Determination of Dynamic Crack Initiation and Propagation Fracture Toughness in Thin Aluminum Sheets

An experimental investigation was undertaken to characterize the dynamic fracture characteristics of 2024-T3 aluminum thin sheets ranging in thickness from 1.63–2.54 mm. Specifically, the critical dynamic stress intensity factor Kdc was determined over a wide range of loading rates ( expressed as the time rate of change of the stress intensity factor KdI ) using both a servo- hydraulic loading frame and a split Hopkinson bar in tension. In addition, the dynamic crack propagation toughness, KD, was measured as a function of crack tip speed using high sensitivity strain gages. A dramatic increase in both Kdc and KD was observed with increasing loading rate and crack tip speed, respectively. These relations were found to be independent of specimen thickness over the range of 1.5 to 2.5 mm.     

2024-T3和2524-T34铝合金疲劳裂纹的萌生机制

通过2024-T3和新型2524-T34铝合金的疲劳实验和对试样表面及疲劳断口的观测,研究了材料的微观结构和疲劳裂纹萌生机制.实验在室温下完成,应力比为0.1、加载频率为15 Hz.结果表明:实验材料呈现了再结晶的层状晶粒结构,晶粒沿着轧制方向被拉长,并较为平坦.2024铝合金中二相粒子的分布更为密集无序,且粗大、不规...     

pH值对7050铝合金膜致应力和应力腐蚀敏感性的影响

采用慢应变速率拉伸法和流变应力差值法研究了7050铝合金在3.5%(质量分数)NaCl水溶液中膜致应力和应力腐蚀敏感性随pH值的变化规律。结果表明:当pH≤7时,随着pH值的增大,膜致应力和应力腐蚀敏感性均下降,当pH7时,膜致应力和应力腐蚀敏感性随着pH值的增大而提高;而当pH=1,14时,腐蚀的类型为剥蚀,合金基体发生剥落,表面没有钝化膜产生。pH值在6~9之间时,膜致应力随pH的变化比较平缓,而pH在2~5和10~13之间时,膜致应力变化则较为剧烈,整体的变化曲线呈山谷形。膜致应力和应力腐蚀敏感性具有很强的相关性。XPS研究表明,膜致应力值与钝化膜的成分有关。     

电极极化对铝合金应力腐蚀断裂敏感性的影响

为了探讨极化对铝合金应力腐蚀断裂(SCC)敏感性的影响,采用慢应变速率拉伸技术研究了不同恒电位极化条件下7075T6,7075T7351,7075RRA铝合金的应力腐蚀行为.结果表明,在-1 200～-735 mV(vs SCE)电位范围内,无论是阳极极化还是阴极极化,甚至弱极化,都会增加7075铝合金在3.5% NaCl溶液中的应力腐蚀断裂敏感性,无论哪一种热处理状态的7075铝合金在极化电位下的ISSRT均明显高于腐蚀电位下的ISSRT.同时,有阴极极化时ISSRT值随电极极化增强而减小,阳极极化时ISSRT 值有随电极极化增强而增大的趋势.但不同热处理状态的7075铝合金受极化电位的影响程度不同.由此认为,阳极溶解和氢效应都是导致7075铝合金应力腐蚀开裂的重要因素,电化学保护方法并不适用于7075铝合金应力腐蚀断裂的防护.     

高强铝合金的应力腐蚀测试方法综述与评价

综述了高强铝合金应力腐蚀的各种测试方法及其原理与应用情况,通过分析与评价各应力腐蚀性能测试方法的优缺点,可以看出,用单一方法评价铝合金的应力腐蚀性能及其机制是有局限性的,需要通过多种方法的相互印证进行综合分析.