基于扫描Kelvin探针和FT-IR的7B04铝合金/涂层体系丝状腐蚀研究

对7B04铝合金进行硫酸或铬酸阳极氧化后再喷涂底漆或底漆+面漆,从而制备四类试样,而后开展标准丝状腐蚀试验,利用扫描 Kelvin 探针（SKP）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）技术对7B04铝合金/涂层体系的腐蚀行为和机理进行研究。光学显微镜观察发现四类试样上腐蚀丝的数量较少,且长度不超过3 mm,表明四类试样均具有较好的耐蚀性。SKP测试结果表明,四类试样跨划痕区域的伏打电位随试验时间的变化规律相似,划痕处与周围的涂层-金属界面之间的电位差引起丝状腐蚀的发生,腐蚀机理为阳极破坏;单个腐蚀丝的伏打电位值朝着头部降低,朝着尾部升高,头部和尾部之间的电位差促进腐蚀丝的传播。FT-IR分析显示丝状腐蚀产物的成分主要为Al(OH)3 、Al2O3和AlCl3及其部分水解产物,发生的电化学反应类似于7B04铝合金在氯离子作用下的点蚀过程。对比分析结果表明两种阳极氧化方式对丝状腐蚀的影响差异性较小。     

不同表面处理对AZ91D镁合金耐钬性的影响研究

通过中性盐雾腐蚀试验,对镁合金化学氧化和微弧氧化后表面膜层的耐蚀性能进行了比较。结果表明,镁合金经过化学氧化和微弧氧化后,耐蚀性能均有提高,但是微弧氧化后镁合金表面形貌要优于化学氧化,从微观结构解释了不同膜层腐蚀形式不同的原因。     

腐蚀结构损伤评估方法

针对腐蚀环境下老龄化飞机结构表面存在广布随机的腐蚀坑,而使其强度降低这一问题,先采用有限元方法并结合仿真软件ANSYS的参数化分析语言APDL,得到不同形状腐蚀坑底部的有效应力集中系数,然后结合局部应力应变法求解各个腐蚀坑底部在疲劳载荷作用下产生初始裂纹的萌生寿命值,再通过蒙特卡罗方法求解数值积分和非线性方程,得到和腐蚀坑具有相同寿命等效裂纹的尺寸,最后采用神经网络技术建立腐蚀坑各种几何尺寸与等效裂纹深度间的多变量非线性映射关系.为工程实践中用广布裂纹方法处理含随机分布腐蚀坑的老龄化结构提供可能.     

CF8611/AC531复合材料的电化学特性及其与7B04-T74铝合金的电偶腐蚀仿真

本工作设计了CF8611/AC531复合材料的正面(FS)试件和侧面(SS)试件及其在3.5%NaCl+12.5%Cu2SO4电解液中的极化试验。借助电化学工作站、扫描电镜和能谱仪等设备,测量了CF8611/AC531复合材料、7B04-T74铝合金在不同环境条件下的极化曲线及二者的电偶腐蚀参量,观察了极化前后CF8611/AC531复合材料、电偶腐蚀后7B04-T74铝合金的微观形貌,分析了FS试件在含Cu~(2+)电解液中极化后表面的物质成分。基于稳态腐蚀场和参数化扫描技术,使用Comsol软件建立了在磨损状态下CF8611/AC531复合材料与7B04-T74铝合金的电偶腐蚀动态模型。结果表明:CF8611/AC531复合材料性能稳定,但原始加工表面存在碳纤维裸露缺陷;阴极反应速率与碳纤维裸露面积密切相关,根据试验结果划分了复合材料表面的活性阴极区和惰性阴极区;在电偶腐蚀中,7B04-T74铝合金的主要腐蚀形式为点蚀,未见复合材料失效;建立的电偶腐蚀模型有效、可用,总电偶电流与碳纤维裸露面积呈正线性相关,关系式为Ig=(2.794 1S+62.994)×10~(-7) A;当SFS∶SSS=5.53∶1时,FS试件和SS试件对7B04-T74铝合金试件的电偶效应相同。     

腐蚀对新型高强度铝合金疲劳裂纹萌生机制及扩展行为的作用

根据编制的某机场环境加速试验谱,通过腐蚀试验模拟飞机服役过程中遭受的潮湿空气、盐雾、二氧化硫、酸雨和干/湿交变等严酷条件的侵蚀作用,采用飞机主承力结构新型高强度铝合金7B04-T74,制备单边缺口拉伸(Single edge notch tension, SENT)试样进行预腐蚀和疲劳试验,分析不同程度腐蚀损伤对疲劳裂纹萌生、裂纹扩展行为和疲劳寿命的影响,揭示腐蚀对裂纹萌生及扩展行为的作用机理。结果表明,在腐蚀初期,疲劳裂纹萌生源主要为单个蚀孔,裂纹扩展路径较为平直;随着腐蚀程度的加重,在多个蚀孔处同时萌生多条小疲劳裂纹,萌生疲劳裂纹的蚀孔具有隧道效应,扩展路径不规则,形成“之”字形裂纹;疲劳裂纹萌生机制是材料第二相与腐蚀损伤之间相互竞争的结果;腐蚀导致疲劳寿命显著降低,尤其是裂纹萌生寿命,腐蚀12年试验件裂纹萌生寿命仅为未腐蚀试验件裂纹萌生寿命的2.2%。     

2A12铝合金疲劳裂纹的成核与扩展机理EI北大核心CSCD

进行了不同应力水平下和不同应力比下2A12铝合金试验件的疲劳试验,并对试验件疲劳断口显微结构进行分析和对比,以揭示疲劳裂纹成核与扩展的微观特征。结果表明:2A12铝合金的疲劳裂纹在靠近试验件表面较为粗大的第二相粒子或试验件棱角缺陷处成核;成核位置距试验件表面的距离与应力水平和应力比有关,疲劳裂纹扩展区域也与应力水平和应力比有关。应力水平较小或应力较大时,疲劳裂纹沿晶扩展和穿晶扩展尤为明显。疲劳断口的裂纹成核粒子越小(大),试验件疲劳寿命越短(长),微裂纹成核寿命是疲劳全寿命计算中不可忽视的部分。     

微弧氧化对AZ91D镁合金力学性能的影响

利用扫描电镜观察AZ91D镁合金微弧氧化膜形貌,通过静拉伸试验和疲劳试验研究微弧氧化后AZ91D镁合金试件的抗拉强度和疲劳性能,借助体视显微镜和扫描电镜观察疲劳断口形貌。结果表明,微弧氧化陶瓷膜内层致密,具有良好的韧性,并且与基体结合强度高,微弧氧化处理对 AZ91D镁合金的抗拉强度没有影响。微弧氧化处理后,在均值S_m=4.72 kN、幅值S_a=3.15 kN、应力比R=0.2、载荷为等幅谱及频率为10 Hz疲劳试验条件下,AZ91D 镁合金的平均疲劳寿命为54148次循环,与化学氧化处理相当。     

军用飞机日历寿命预测技术研究现状及关键技术问题

介绍了提出飞机服役寿命问题的由来，回顾了国内外同类问题研究的现状及存在的问题，指出了服役寿命研究中应重点解决的几个关键问题。     

海洋气流气溶胶传输与沉降模型研究

为模拟飞机在海洋上空飞行时气流气溶胶在其结构表面的动态累积过程,准确获取造成飞机结构腐蚀的基础数据,针对海洋上空气流特性,分析海洋气流气溶胶的存在形态、尺寸、尺寸谱、浓度及近海和远海气溶胶的产生函数,得到风速、传输距离等因素对海洋气流气溶胶沉降数量的影响;在考虑传输过程中沉降速度随时间变化的基础上,建立气溶胶传输和沉降的双指数模型,并对模型的适用范围、灵敏度、可用性进行分析、验证。结果表明,该模型以沉降速度和距离变化为基础,综合考虑水平、垂直两个维度的浓度变化,对初始沉降量、风速、初始沉降速度、沉降速度减小系数等参数的变化十分敏感,计算结果与实测结果相关系数接近0.99。可见,模型较好地描述了海洋气溶胶在海洋大气环境区域的传输与沉降问题,为进一步描述飞机飞行过程中机身表面气溶胶的累积过程奠定了基础。