LC4CS铝合金裂纹尖端腐蚀行为的实验研究

ＬＣ４ＣＳ铝合金是极为重要的航空材料，为评定其使用年限，在测定铝合金腐蚀疲劳裂纹的扩展速率时，需要弄清纹尖端金属的腐蚀电化学行为。在腐蚀环境中裂纹尖端由于不断露新鲜金属，因而将具有类似于双金属腐蚀时的电偶效应。为此，文中设计了一种新颖的缺口试样，再现裂纹尖端的真实状态，并在３．５％ＮａＣｌ溶液测定剪切口断裂后，裸露出的新鲜金属在耦合前后腐蚀电位的变化，以及裸露面积，ＮａＣｌ溶液的ｐＨ值与电偶电流的     

一种用于疲劳裂纹扩展数学模型研究的优化方法

在研究反映某类实验结果特性的数学公式或数学模型时，通常采用最小二乘法或其他微分方法对实验点进行曲线拟合。然而上述方法往往受到数学模型函数的可导性、连续性以及微分方程求解之难易程度的限制。本文通过引入工程设计中的优化方法，分别对室内空气环境下铝合金材料疲劳裂纹扩展的数学模型，以及在３．５％ＮａＣｌ水溶液浸泡下该材料腐蚀疲劳裂纹扩展的条件下，采用优化方法可方便地得到与其对应的疲劳裂纹扩展的（ｄａ／ｄＮ     

Ce~（3＋）对LC_9合金在含Cl~－水溶液中缓蚀作用的研究

用失重法、电化学测量法研究了一些稀土元素离子对ＬＣ９合金在３．５％ＮａＣｌ溶液中腐蚀行为的影响，并将ＣｅＣｌ３的缓蚀性与同等浓度的８１０８复合缓蚀剂、０．３％Ｋ２Ｃｒ２Ｏ７水溶液进行了比较，根据失重实验的失重量计算腐蚀率和缓蚀率，同时也根据试片表面状态、色泽、破损面大小评估试片的耐蚀性、通过动电位扫描法测极化曲线，恒电位法测诱导期的方法来确定孔蚀电位Ｅｂ、保护电位Ｅｐ及其它参数。结果表明，ＣｅＣｌ３是ＬＣ９合金在含Ｃｌ－水溶液中的良好缓蚀剂，其缓蚀作用优于其它两种缓蚀剂。Ｃｅ３＋离子改善了ＬＣ９合金的表面膜，抑制了氧还原反应，减弱了对腐蚀的敏感性。ＣｅＣｌ３是阴极型和沉淀模型缓蚀剂。     

Ce^3^＋对LC9合金在含C1^—水溶液中缓蚀作用的研究

用失重法，电化学测量法研究了一些稀土元素离子对ＬＣ９合金在３．５％ＮａＣｌ溶液中腐蚀行为的影响，并将ＣｅＣｌ３的缓蚀性与同等浓度的８１０８复合缓蚀剂，０．３％Ｋ２Ｏｒ２Ｏ７水溶液进行了比较，根据失重实验的失重量计算腐蚀率和缓蚀诲，同时也根据试片表面状太，泽，破损面大小评估试片的耐蚀性。通过动电位扫描法测极化曲线，恒电位法测量诱导期的方法平确定孔蚀电位Ｅｂ，保护电位Ｅｐ及其它参数。结果表明，ＣｅＣｌ     

干涉配合构件的应力腐蚀开裂特性

采用恒载荷拉伸实验技术，研究了镀锌３０ＧｒＭｎＳｉＡ锡螺栓干涉配合连接ＬＹ１２－ＣＺ铝合金构件在３．５％ＮａＣａｌ＋０．５％Ｈ２Ｏ２溶液中的应力腐蚀开裂特性。结果表明，随干涉量的增加，应力腐蚀敏感性有所下降，基材与紧固件的电偶效应对应力腐蚀繁感性有重大影响。     

阳极氧化对7075铝合金疲劳性能的影响

研究了铬酸与硫酸阳极氧化对7075铝合金疲劳性能的影响,结果显示,铬酸阳极氧化在ΔK较小时,能显著降低7075-T6铝合金在空气中疲劳裂纹扩展速率以及在3.5%NaCl溶液中的腐蚀疲劳裂纹扩展速率,而在ΔK较大时对疲劳裂纹扩展的速率几乎没有影响,却使腐蚀疲劳裂纹扩展速率明显增加.在实验室空气中经铬酸阳极氧化的铝合金的疲劳断口裂纹扩展的皱褶更为细致,腐蚀疲劳断口则几乎见不到裂纹扩展形成的辉纹.还发现ΔK在300～700 N/mm3/2之间,硫酸阳极氧化使7057-T6铝合金疲劳裂纹的扩展速率增大,只是当ΔK较大时增加的幅度不是十分明显,却能在较宽的ΔK范围内显著降低铝合金腐蚀疲劳裂纹的扩展速率.     

剥蚀对铝合金疲劳性能的影响

对ＬＣ４ＣＳ和ＬＹ１２ＣＺ铝合金在剥蚀溶液中的腐蚀行为进行了试验研究。分析了发生晶间腐蚀 和剥蚀的原因。通过剥蚀与未剥蚀试件拉伸和腐蚀疲劳对比试验，研究了剥蚀对铝合金材料性能的影响，指出剥蚀后材料微观组织发生了变化。     

NaCl电解液薄层下LC4CS铝合金腐蚀疲劳性能

以NaCl薄液层模拟LC4CS铝合金的大气腐蚀环境，并在实验室空气中、3．5％NaCl溶液中和NaCl薄液层作用下研究LC4CS铝合金的疲劳性能。结果显示，在△K小于400N／mm^3/2。时，薄液层下铝合金的腐蚀疲劳裂纹扩展速率大于NaCl溶液中的数值，也大于实验室空气中的数值。在△K较小时，薄液层下腐蚀疲劳裂纹断口的特征与NaCl溶液中的较为接近，但仍可见较为明显的微观疲劳辉纹。     

恒温剥蚀对LC4CS铝合金结构和力学性能的影响

研究了恒温剥蚀对ＬＣ４ＣＳ铝合金试样表面宏观形貌及截面微观结构的影响；测定了试样欧姆电阻、力学性能随剥蚀时间的变化。由欧姆电阻值计算所得试样的腐蚀速率，在剥蚀前期快速增大，４ ｈ 后逐渐下降至一定值。金相显微观察结果表明，试样显微结构的变化是力学性能下降的主要原因     

腐蚀条件下结构耐久性分析裂纹扩展规律研究

建立了考虑腐蚀影响的耐久性分析相对小裂纹扩展公式。将腐蚀条件下结构使用过程简化为相互独立的停放预腐蚀和腐蚀疲劳过程。以一般环境下的耐久性分析相对小裂纹扩展公式为基础。考虑地面停放环境和腐蚀疲劳的影响。引入地面停放预腐蚀影响系数和腐蚀疲劳影响系数，建立腐蚀条件下考虑环境影响和应力水平的裂纹扩展模型。为腐蚀条件下结构耐久性分析奠定基础。     

基于分形理论的铝合金腐蚀损伤研究

对不同腐蚀时间作用下航空LY12铝合金的表面腐蚀损伤形貌进行试验研究。将分形理论引入到铝合金腐蚀损伤研究领域,对受腐蚀损伤铝合金的表面形貌的分形现象进行了分析。结果表明：在同一应力水平下,疲劳寿命随表面腐蚀形貌分维数的增加而减少。结构的疲劳寿命随分维数变化规律的研究将为受腐蚀铝合金结构的安全性评价提供新的思路和方法。同时提出了把腐蚀形貌分维数和腐蚀深度作为评价铝合金腐蚀损伤的指标。     

拉压、扭转载荷下铸铝合金的亿周疲劳性能研究

应用超声疲劳试验机对铸铝合金2-AS5U3G-Y35在扭转和拉压循环载荷下进行了超高周疲劳性能测试.介绍了超声扭转疲劳试验装置的设计.应用35 Hz常规疲劳试验机和20 kHz的超声疲劳试验机完成应力比R=-1的拉压、扭转疲劳试验,进而研究不同载荷条件、加载频率对铸铝合金超高周疲劳性能的影响.S-N曲线显示,铝合金在105～1010疲劳周次间仍发生疲劳断裂,不存在疲劳极限.断口分析表明,在超高周循环拉压载荷下,疲劳裂纹常萌生于试样次表面材料内部缩孔.与循环拉压载荷下的疲劳断裂机理不同,在循环扭转载荷下疲劳裂纹主要萌生于试样表面,疲劳断裂面为一种典型的沿试样轴向45°的螺旋面,即沿最大主应力平面断裂.扭转疲劳断面清晰的剪切条带表明扭转疲劳断裂实质上是剪切断裂.     

老龄结构分析中腐蚀坑与等效裂纹间的量化关系

通过对航空结构的主体材料LY12-CZ进行预腐蚀试验,得到在不同条件下的腐蚀坑尺寸,然后进行疲劳试验并得到试验件寿命,再利用蒙特卡罗(MonteCarlo)方法对Paris公式进行数值积分并求解非线性方程,从而确定了与已知尺寸腐蚀坑有相同寿命所对应的等效表面裂纹的尺寸,最后把等效裂纹和腐蚀坑的尺寸分别代到模拟软件AFGROW内进行寿命预测并和试验疲劳寿命进行了比较。结果发现,把腐蚀坑等效为具有相同寿命的表面裂纹时,等效表面裂纹的尺寸比对应腐蚀的尺寸小19.7%-22.5%。     

LY12铝合金初始不连续状态研究

通过疲劳试验得到LY12铝合金新标准试验件的疲劳试验数据,以疲劳实验数据为基础通过断裂力学的方法应用AFGROW来反推LY12铝合金的初始不连续状态(IDS)。选取四种分布对IDS尺寸值进行统计特征研究,结果表明IDS值较符合三参Weibull分布。给出了LY12铝合金新标准实验件的疲劳寿命预测实例。并对不同IDS值的试验件的断口进行了对比和分析。     

拉扭加载下疲劳裂纹扩展的试验研究

对航空材料LY12CZ进行了多种比例和非比例拉扭双轴加载下的疲劳试验。采用弹塑性有限元方法对缺口孔边的应力应变进行了分析,探讨疲劳裂纹扩展方向与孔边各应力和应变分量之间的关系。比较分析结果与试验数据得出比例加载下,疲劳裂纹基本上在垂直于最大主应变方向扩展。45°及90°非比例加载下,疲劳裂纹沿着最大剪应变平面扩展。     

飞机结构腐蚀搭接件应力应变分析

通过对一架退役飞机分解检查，发现搭接件外表面光滑，而搭接面腐蚀很严重。利用三维有限元法定性地分析腐蚀产物膨胀作用的“垫枕效应”，得到了蒙皮板的应力应变的分布情况，确定了疲劳裂纹可能的形成位置，讨论了孔蚀对搭接件蒙皮应力应变分布的影响。