不同腐蚀环境下高强铝合金腐蚀行为

针对航空铝合金材料在服役过程中因恶劣环境而导致材料腐蚀的问题,通过分析腐蚀形貌、腐蚀坑开口面积、腐蚀深度、点腐蚀坑数量、pH值、腐蚀产物等变化,研究2xxx航空铝合金在不同腐蚀环境(3.5%NaCl水溶液、模拟油箱积水溶液和潮湿空气)中的腐蚀行为和机理。结果表明,在3.5%NaCl水溶液中,铝合金试样表面腐蚀坑的产生主要发生在前24h内,其最大腐蚀坑深约为45μm,而在72~120h, 随预腐蚀时间的延长,腐蚀坑深度、个数的增加并不明显;铝合金试样在模拟油箱积水环境中的腐蚀规律与在3.5%NaCl水溶液中的相似,但腐蚀坑最大开口面积和腐蚀坑的个数明显减少;与前两种环境相比,试样在潮湿空气环境中的腐蚀程度明显减小,腐蚀坑总体个数最少,最大腐蚀坑深约在20μm以内,最大开口面积约在5000μm²左右,且随着腐蚀时间的增长,腐蚀坑之间的深度差距越来越小。     

6063铝合金在不同应力状态下的变形及损伤行为

用平板拉伸、缺口拉伸、剪切试验结合断口形貌观察及有限元模拟等方法,对6063铝合金在三种不同应力状态下的变形及损伤行为进行了研究.结果表明:在不同应力状态下该合金的变形及损伤行为存在明显的差异,剪切时材料的断裂应变远大于平板和缺口拉伸时的,而缺口拉伸时材料的屈服强度及峰值应力大于平板拉伸时的;平板拉伸时试样为拉剪混合型断裂,断口由一定比例的韧窝和剪切平面组成;缺口拉伸时试样有明显的颈缩,断口以韧窝为主;剪切断口以剪切平面为主;损伤行为的有限元模拟结果与试验结果吻合较好.     

不同氯离子浓度和温度下Monel 400合金腐蚀行为的研究

采用数显恒温水浴锅HH-4静态摸拟点腐蚀试验方法研究不同浓度和不同温度时,新、旧Monel 400在三氯化铁溶液中的腐蚀行为,探讨Cl^-浓度和温度对材料耐蚀性能的影响。试验结果表明：三氯化铁溶液中,随着Cl^-浓度增加和温度升高,Monel 400的耐蚀性能下降,腐蚀速率增加,腐蚀后的表面形貌为不均匀腐蚀。     

高残余应力下2507双相不锈钢应力腐蚀开裂行为

应用宏观、无损、金相、α相测定、断口、能谱等试验方法,对高残余应力下2507双相不锈钢Cl-应力腐蚀裂纹特征、路径、成因等进行分析。结果表明,双相不锈钢构件只有在特定的条件下(较低的应力水平、较低的温度、含有Cl-的中性溶液中),其突出的抗Cl-应力腐蚀开裂性能才能充分显现。上述条件有一个被突破,特别是高应力下(如厚件大面积堆焊所产生的大范围、高峰值残余应力),即使像2507这样的超级双相不锈钢,其抗应力腐蚀开裂的能力也将严重降低。该项工作对双相不锈钢的应用和结构制造具有一定参考价值。     

应力时效对DD11单晶高温合金TCP相析出行为的影响

对完全热处理后的DD11镍基单晶高温合金分别进行了1 070℃、100 MPa应力时效和1 070℃无应力时效处理,分析了不同条件时效后拓扑密堆(TCP)相的析出行为。结果表明:在应力时效和无应力时效50h后,试验合金中均未析出TCP相,时效至100h时,在枝晶干区域均开始析出TCP相,且析出量随时效时间的延长而增加;在相同的时效时间内,应力时效后TCP相的析出量比无应力时效后的少,应力没有改变TCP相的化学成分和晶体结构,析出的TCP相均为μ相。     

试论应力腐蚀与应变时效型氢脆的关系

本文系用断裂力学的理论研究氢脆问题。文中论述了研究应力腐蚀和氢脆机理要从氢对裂纹尖端的影响着手;强调了从应力腐蚀裂纹微区的化学与电化学反应的研究;叙述了应力腐蚀及氢脆所引起的延迟断裂现象是相联系的,是同时发生而分别进行的;指出裂纹尖端氢的界限富集浓度(H)是由(K_(1c)~2-K_(1i)~2)/(t_F·σ_F~2·π)给定。     

37CrNi3MoVE钢不同加载速率下应力腐蚀行为的试验研究

利用紧凑拉伸(CT)试样对水下高压气瓶用钢37CrNi3MoVE材料在模拟海水环境中进行了应力腐蚀试验研究,采用恒位移速率控制,试样为平面应力试样,获得了不同位移速率下载荷一位移曲线和裂纹扩展速率与应力强度因子关系曲线.结果表明,载荷与裂纹扩展速率增长趋势与加载速率密切相关,位移速率为5.0×10-5 mm/s比1.0×10-5 mm/s时裂纹扩展前期的最大载荷高12.73％,裂纹扩展约2 mm后,相同裂纹长度下能承受的载荷基本一致;该材料在海水环境中,平面应力状态下,裂纹起始扩展应力强度因子约110 MPa√m.位移速率为1.0×10-5 mm/s和3.0×10-5mm/s时测得的裂纹扩展速率da/ dt分别出现2.9×10-5 mm/s和8.2×10-5 mm/s的稳定扩展阶段,但位移速率为5.0×10-5 mm/s时,da/dt与KI的关系曲线没有明显稳定扩展阶段.位移速率低者比位移速率高的应力腐蚀明显.     

不同应力状态下硬面涂层材料的疲劳强度

采用弯曲疲劳和拉-压疲劳试验,比较了45钢基体上真空熔覆镍基合金/WC复合涂层试样在不同应力状态下的疲劳强度,并与45钢基体材料进行了对比。结果表明：在弯曲疲劳时,在相同寿命的条件下,正火后涂层试样比无涂层试样的承载能力提高80MPa左右;当N＜3×10~4时拉-压疲劳时,涂层试样的疲劳强度小于无涂层试样,而N＞3×10~4时拉-压疲劳时,则相反;在相同寿命的条件下,涂层试样的弯曲疲劳强度比拉-压疲劳大75MPa左右,而无涂层试样则大25MPa左右。     

GH36合金模锻件应力腐蚀破坏

GH36和GH132合金制的航空发动机一级盘、二级盘和承力环,系采用钢厂提供的圆饼坯料,由16吨锤模锻而成。合金的化学成分规范如表1。这三种模锻件毛坯的形状及尺寸如图1。模锻件出厂前,每一件经宏观检查未发现裂纹,以锻后空冷状态交货。使用厂经宏观复检也未发现裂纹。在露天库房放置一年左右或更长时间,成批地发现GH36合金一级盘和承力环有肉眼可见的裂纹,而且裂纹均出现在上模面,下模面未发现裂纹。一级裂纹出现在上模面靠近轮缘凹槽处,呈周向分布。承力环裂纹也出现在上模面盆底     

形变时效改善超高强度钢应力腐蚀抗力的研究

本文对比了15CrMnMoV低碳马氏体型高强度钢的形变时效处理和三种中碳马氏体型超高强度钢40iMnCrNiMoV（300M）,45CrMnMoV（D6AC）和28Cr3SiMnCrNiMoWV（28Cr3）常规热处理的强韧化效果。同时其回火脆性和低温韧性也得到显著改善。SEM、TEM和织构反极图分析结果发现,15CrMnMoV钢形变时效除综合利用了固溶、马氏体相变、时效和加工硬化因素外,强烈板织构形成的大量潜在解理面具有异常突出的强韧化作用。这是使15CrMnMoV钢的强韧性,特别是水质应力腐蚀断裂门槛值远高于同等强度水平的300M、D6AC和28Cr3的主要原因。冷轧后的时效虽强化效果不大,但韧化作用很显著。     

汽轮机叶轮应力腐蚀开裂行为的分析

对键槽开裂或飞裂叶轮裂纹及断口的观察,其共同的特点是开裂发生在汽轮机的最后几级(即温度较低的几级);裂纹从轴向键的键槽“R”处开始;裂纹沿着原奥氏体晶粒边界扩展,断裂面上或裂纹内复盖着黑色的腐蚀产物,裂纹出现大量的分叉(二次裂纹);断面呈脆性。根据以上这些特点,可以判断汽轮机叶轮的开裂属于应力腐蚀开裂(以下用SCC表示)。对于汽轮机叶轮开裂原因分析基本上也是一致的,与国外一些国家对叶轮开裂原因的分析结果也相似。但是,究竟是什么腐蚀因素促使叶轮发生SCC却     

外应力对GH4169合金时效强化作用的影响

采用应力保载与时效相结合的方法对GH4169合金进行应力时效热处理,通过检测时效后合金的屈服强度和抗拉强度来衡量外应力施加对合金时效强化效果的影响。结果表明,时效初期外应力会强烈促进γ″相形核析出,合金强化效果显著;随时效时间的增加,时效中后期合金强化效果逐渐减弱;长时时效8h后外应力促进形核作用导致γ″相尺寸减小,使得合金强度反而低于无外应力条件。     

复合应力状态下镍基晶合金蠕变损伤规律研究

通过分析镍基单昌合金强化相γ在蠕变过程中的筏化规律，提出了复杂应力状态下同时考虑材质劣化和空洞损伤的各向异晶体滑移损伤模型和寿命预测模型，所建模型得到了拉－扭薄壁圆筒蠕变试验的考核。     

复杂应力状态下镍基单晶合金蠕变损伤规律研究

通过分析镍基单晶合金强化相了γ′在蠕变过程中的筏化规律，提出了复杂应力状态下同时考虑材质劣化和空洞损伤的各向异性晶体滑移损伤模型和寿命预测模型，所建模型得到了拉－扭薄壁圆筒蠕变试验的考核。     

GH4169合金的反常应力松弛行为

对GH4169合金在500,620,720℃下进行了应力松弛、蠕变和热膨胀试验,结合显微组织观察研究了合金的应力松弛行为。结果表明:在500℃和620℃应力松弛试验过程中,GH4169合金的应力随时间的延长反常增大,在蠕变过程中表现为负蠕变应变,而在720℃下合金的应力松弛和蠕变行为均正常;在不同温度热膨胀试验过程中,GH4169合金均出现了收缩现象;γ″相析出使得γ基体的晶格常数减小,是导致GH4169合金在620℃下应力反常增大的主要原因。     

不同应力状态下的高强钢板断裂机理及预测

板料成形过程的宏观断裂行为依赖于其微观断裂机理,因此成形过程模拟中的断裂准则的准确选择对于断裂预测具有重要意义。以高强钢TRIP780板料为研究对象,设计从剪切到拉伸应力状态的五种断裂试验,结合宏观拉伸试验和扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)分析研究不同应力状态下TRIP780板料的断裂机理,得到不同应力状态下正应力和切应力与断裂机理的关联关系,引入正应力与切应力的影响构建MMC断裂准则,应用于板料压剪应力区间的断裂行为预测。结果表明,反映断裂机理的MMC准则能适用于板料压剪和拉剪变形应力状态下断裂失效的准确预测。     

锆合金包壳的碘致应力腐蚀研究

碘致应力腐蚀开裂被普遍认为是引起锆合金包壳与芯块之间相互作用失效的原因。本文拟就影响碘致应力腐蚀开裂的主要因素和开裂机理作一简要综述。     

时效温度对2906双相不锈钢电化学腐蚀行为的影响

对固溶态的铸造2906双相不锈钢材料在800～950℃下时效处理30 min,利用金相显微镜(OM)、极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究了时效后材料在人工海水中的电化学腐蚀行为。试验结果表明:材料在人工海水中钝化性随时效温度的升高先减小后增大,而腐蚀速率随时效温度的升高先增大后减小;σ相的析出会使其附近区域成为钝化薄弱区,并加速钝化膜表面电荷传递过程,从而使钝化膜稳定性下降;900℃时效的材料由于析出最多σ相导致其耐蚀性最差。     

GH4169合金不同热变形条件下的流变应力研究

在Gleeble－3500型热加工模拟试验机上进行了GH4169镍基合金的高温压缩试验,变形温度为980℃～1100℃、应变速率为0,01s^-1、0,1s^-1、1s^-1、10s^-1,变形程度为50％。通过绘制真应力一真应变曲线,研究了GH4169镍基高温合金高温下的流变应力行为。结果表明：GH4169是应变速率和变形温度敏感型材料,变形温度升高和应变速率减小使流变应力显著减小;在变形的初始阶段,流变应力迅速增加,在到达峰值后,随着应变的增加,流变应力逐渐下降,并趋于一稳定值。采用简化后的双曲正弦模型Arrhenius方程,建立了GH4169高温条件下的本构方程,运用该方程计算出的峰值应力与试验测量值相比,拟合度达到了95.95％。