基于数量关系研究铝合金船体点蚀对拉伸性能的影响

目的 通过点蚀与拉伸性能的数量关系,为5083铝合金船体不同腐蚀状态板材相应修换要求的提出提供数据支持.方法 对服役10 a的某型艇船体5083铝合金板,进行点蚀特征参数统计,并测试其拉伸性能.对四个点蚀参数与拉伸强度损失的关系进行拟合回归分析及相关性分析,找出相应的数量关系.结果 由拟合回归分析可知,最大点蚀深度数据样本与拟合曲线较契合,与拉伸性能的相关度最高.另外得出了点蚀参数与拉伸强度损失之间的函数关系,可以估计相应的指标.由相关性分析可知,最大点蚀深度与拉伸强度的相关系数大于0.9,属于强相关.自变量中,最大点蚀深度和平均点蚀深度这两个指标出现一定程度的冗余.结论 点蚀特征及拉伸性能数量关系的研究可以为铝合金船体板的拉伸性能进行相关预测,并可为铝合金船体板的耐蚀寿命研究提供依据.     

热带海洋环境中5083铝合金腐蚀行为研究

目的 研究某岛礁不同海洋区带环境中5083铝合金的腐蚀规律。方法 在某岛礁进行海洋多区带腐蚀试验,利用表面微观形貌观测、腐蚀产物分析、质量损失测试及点蚀深度测量等手段,对比分析铝合金在不同海洋区带中的腐蚀形貌、腐蚀速率和点蚀深度。结果 5083铝合金在某岛礁海洋全浸区带环境中的腐蚀速率最大,大气区带中的腐蚀速率最小,在潮差区带的腐蚀速率介于二者之间。试样在海洋不同区带主要发生局部腐蚀,大气区试样的最大点蚀深度最大,而潮差区试样的最大点蚀深度最小。在不同海洋区带,铝合金腐蚀产物和附着物的混合物中均含有钙元素,大气区钙元素含量远低于潮差区和全浸区,潮差区和全浸区铝合金表面的腐蚀产物和附着物混合物中主要含有CaCO₃、CaSiO₃和Al₂O₃。结论 不同海洋区带环境中,5083铝合金的腐蚀速率差别较大,潮差区和全浸区材料表面附着大量污损生物和矿物质。     

利用薄片穿透法确定铝合金最大蚀坑深度

目的研究铝合金最大蚀坑深度与环境试验时间的对应关系,为新型合金服役前的耐蚀性评级和结构件服役过程中的剩余寿命预测提供技术基础。方法利用光学显微镜、扫描电镜分析海洋大气环境中新型铝合金的腐蚀类型,并利用薄片穿透法研究铝合金薄片最大蚀坑深度与试验时间的对应关系。结果经过海洋大气环境暴露试验后,2A97铝合金发生了深入合金内部的严重点蚀,检测薄片试样背面电解液的出现时间,可以确定环境试验中蚀坑穿透薄片试样的时间。通过测量不同厚度薄片试样的穿透时间,可以确定最快生长局部腐蚀点的深度和时间的关系。结论中性盐雾试验环境下,达到相同的最大蚀坑深度,2A97铝合金与AA2024铝合金用时基本相当。     

铝在红沿河核电厂地区的初期大气腐蚀表征

目的研究铝在辽宁红沿河核电厂地区的初期大气腐蚀行为。方法按GB/T 6464—1997,将制备好的试样在红沿河核电厂进行大气暴露试验,利用XRD,FTIR,SEM分析技术,对试验6个月和10个月的试样进行腐蚀产物观察与分析。结果铝在红沿河大气暴露腐蚀6个月和10个月样品表面均布满了点蚀坑、腐蚀产物及沉积物,腐蚀产物主要为Al2O3,Al OOH以及一些含氯和含硫的铝盐。腐蚀产物都较疏松,上下表面均有龟裂纹,相邻较近的点蚀坑已相互连接。随腐蚀时间延长,点蚀坑变深变大,朝地面点蚀坑深度已达上百微米。结论铝在红沿河核电厂大气环境中腐蚀以点蚀为主要特征,其腐蚀比普通大气环境中的严重,朝地面的腐蚀比朝天面严重,大气中氯离子及SO2参与铝的腐蚀过程并起促进作用。     

航空用2D12铝合金在海洋大气环境中的腐蚀行为研究

在海南万宁试验站开展2D12铝合金海洋大气暴露试验,通过质量损失分析、力学性能分析和金相显微形貌分析,研究了2D12铝合金在海洋大气环境中腐蚀的规律和行为。结果表明,2D12铝合金的腐蚀质量损失与暴露时间的关系可用幂函数回归;随暴露时间的延长,2D12铝合金的抗拉强度先下降、后趋于平稳,断后伸长率则逐渐降低;金相显微分析表明,2D12铝合金的腐蚀由初始的点蚀逐渐发展成晶间腐蚀。     

航空铝合金点蚀行为微观结构影响因素分析

目的为进一步深入理解铝合金点蚀行为提供理论支持,确定影响铝合金点蚀行为的微观结构因素。方法将铝合金材料于服役环境的点蚀行为视为受众多因素影响的随机过程,基于点蚀电化学腐蚀机理和常体积扩展模型,对影响铝合金点蚀行为因素进行定性和统计分析。结果从铝合金点蚀扩展模型可以看出,影响铝合金点蚀的微观结构因素包括铝合金材料微观组成粒子的尺寸、粒子密度以及微观组成粒子元素的类型。结论铝合金微观粒子尺寸和粒子密度都具有统计特性,可以采用相关分布函数对其分布特性进行统计分析,Cu和Fe粒子对铝合金点蚀行为影响较大。     

2297-T87铝锂合金用于大气腐蚀性的比较

目的利用铝锂合金的大气腐蚀试验结果评价大气腐蚀性。方法对第三代铝锂合金2297-T87在6个自然环境试验站户外暴露后的腐蚀质量损失、腐蚀速率、腐蚀深度、拉伸性能进行分析,综合评价各地区大气腐蚀性。结果2297-T87铝锂合金在团岛、万宁、永兴岛暴露1年后出现显著腐蚀,腐蚀质量损失和腐蚀速率约为江津的2倍、西双版纳的4倍,北京的腐蚀质量损失和腐蚀速率最低。合金最大腐蚀深度的变化趋势与腐蚀质量损失和腐蚀速率的变化趋势一致。观察横截面发现,在万宁、永兴岛、江津暴露后,合金发生严重的点蚀,在腐蚀产物覆盖区域下方形成不规则蚀坑,而在团岛暴露后,合金内部发生晶间腐蚀。合金在江津、永兴岛、万宁、团岛暴露后的拉伸性能仍比较接近,且拉伸强度保持率在90%以上。结论将2297-T87铝锂合金暴露1年后的腐蚀质量损失、腐蚀速率、腐蚀深度作为表征指标,获得各试验站的大气腐蚀性顺序为:北京<西双版纳<江津<永兴岛<万宁<团岛。     

7A04和2A97在典型气候环境中的性能演变规律研究

目的 研究湿热海洋、湿热雨林、暖湿酸雨典型气候环境对7A04和2A97铝合金性能的影响.方法 通过对7A04和2A97铝合金试样进行户外暴露试验,结合外观形貌观察、力学性能检测、化学成分分析等手段,研究7A04和2A97在典型气候环境中的性能演变规律.结果 对于7A04铝合金,经过2 a的湿热海洋气候环境试验后,表面出现均匀腐蚀,抗拉强度、伸长率下降,硬度无变化;经过2 a的湿热雨林气候环境试验后,外观形貌、抗拉强度、硬度无变化,伸长率下降;经过2 a的暖湿酸雨气候环境试验后,表面出现点蚀,抗拉强度、硬度无变化,伸长率下降.对于2A97铝合金,经过2 a的湿热海洋气候环境试验后,表面由点蚀发展为局部腐蚀,抗拉强度、伸长率下降,硬度无变化;经过2 a的湿热雨林气候环境试验后,外观形貌、抗拉强度、伸长率、硬度无变化;经过2 a的暖湿酸雨环境试验后,外观形貌、硬度无变化,抗拉强度、伸长率下降.结论 湿热海洋和暖湿酸雨气候环境对7A04和2A97易造成腐蚀,而湿热雨林气候环境对7A04和2A97不易造成腐蚀,2A97的耐蚀性优于7A04.     

室内与实海环境中B10铜镍合金海水全浸腐蚀研究

目的研究B10铜镍合金在青岛港口海水全浸区的腐蚀规律。方法进行室内模拟海水全浸试验以及港口海域实海全浸试验,利用三维视频拍照、电化学测试和失重分析等手段,对比分析了B10铜镍合金在海水全浸环境中的腐蚀形貌、腐蚀速率以及点蚀深度。结果室内模拟环境中,随着浸泡周期增长,B10铜镍合金点蚀深度有增大趋势;实海环境中B10铜镍合金180 d腐蚀速率和点蚀深度均小于室内模拟环境;室内模拟环境中,B10铜镍合金的主要腐蚀产物为Cu_2O和Cu_2(OH)_3Cl和Cu(OH)_2组成。较高含量的Cu_2O对海生物污损起到抑制作用。结论由于海水环境不同,B10铜镍合金在室内模拟试验与实海试验中腐蚀形貌、腐蚀速率和点蚀深度均存在明显差异。     

10CrNi3MoV船用钢港口环境腐蚀行为对比研究

目的对比研究10CrNi3MoV船用钢在我国黄海、东海和南海海域具有代表性的港口海水环境中的腐蚀行为。方法在青岛、舟山和三亚港口进行10CrNi3MoV船用钢的实海暴露实验,通过腐蚀形貌观察、腐蚀速率和点蚀深度测量,结合各海域环境因素的监测和腐蚀产物成分的XRD分析,研究材料暴露0.5a的腐蚀规律和腐蚀机制。结果 10CrNi3MoV钢在青岛港口主要发生均匀腐蚀,在舟山和三亚港口以点蚀为主要腐蚀形式。10CrNi3MoV钢腐蚀速率受温度、盐度、溶氧量和泥沙冲刷综合作用的影响,随港口纬度的降低,材料腐蚀速率增大。附着海生物是影响10CrNi3MoV钢点蚀的重要因素,材料在附着率高的三亚和舟山港口具有更高的点蚀深度。结论附着区与非附着区形成的电偶效应使阴阳极反应界面分离,具有保护性的α-FeOOH的阴极去极化加快了附着海生物闭塞区的阳极溶解。     

船用铝合金在海洋环境中的腐蚀研究

介绍了Al-Cu,Al-Mg,Al-Si系等3种主要的船用铝合金在海洋环境中的应用和腐蚀研究现状,对三种铝合金的性质以及在船舶及船用设备领域中的具体应用进行了概述,对船用铝合金在不同海域海洋大气、表层海水、深海海洋环境下的腐蚀状况以及在模拟海水条件下的腐蚀研究进展进行了归纳。已有研究表明,海洋环境下船用铝合金的腐蚀形式主要为点蚀和应力腐蚀,其腐蚀程度和敏感性随海水深度的增加而增大,相同海洋环境下Al-Mg系铝合金具有较好的耐腐蚀性能。最后综合实际生产和应用现状,对船用铝合金的发展趋势及其在海洋环境下的腐蚀研究工作的进一步开展做了展望。     

腐蚀坑对疲劳裂纹扩展的影响分析

利用显微镜测量了经过预腐蚀的6051铝合金材料的腐蚀坑三维形貌,分析了腐蚀坑截面形状,腐蚀坑近似为半椭球形。基于AFGROW软件分析疲劳裂纹扩展寿命,腐蚀坑深度与宽度对疲劳裂纹扩展寿命影响较大,随着腐蚀坑深宽比增加,疲劳裂纹扩展寿命趋于稳定,腐蚀坑的深度相对于宽度对裂纹扩展寿命影响更大。     

实验室加速腐蚀环境下7050-T7451厚板疲劳性能研究

目的研究两种应力集中系数7050厚板铝合金材料在腐蚀环境下的腐蚀疲劳性能。方法开展7050厚板铝合金材料在3.5%NaCl盐水和油箱积水两种环境下的腐蚀疲劳实验,采用三参数式进行S-N曲线拟合分析不同应力集中系数、不同腐蚀环境对7050厚板铝合金材料疲劳性能的影响。结果腐蚀环境和应力集中系数都会对7050厚板铝合金材料的疲劳性能有影响,3.5%NaCl盐水和油箱积水两种腐蚀环境相较于应力集中系数对于降低材料疲劳性能的影响更大。结论减少7050厚板铝合金应力集中系数,加强7050厚板铝合金材料腐蚀防护对于提高材料抗疲劳性能有显著作用。     

HTPB推进剂老化性能湿热影响分析

目的 掌握HTPB推进剂老化过程中,温度和湿度对其力学性能的影响及贡献程度.方法 对HTPB推进剂进行不同湿热条件下的加速老化试验,并测量不同老化时间推进剂的质量损失分数和力学性能,结合推进剂在温度和湿度下的作用机理,对质量损失分数随老化时间的变化规律进行分析,以最大拉伸强度作为性能指标,对HTPB推进剂湿热老化过程进行湿热双因素方差分析.结果 湿度对HTPB推进剂质量损失分数的影响起主导作用,在75％～85％有一个湿度拐点值,大于或小于这个拐点值,推进剂遵循不同的质量损失分数变化规律.温度和湿度对推进剂最大抗拉强度方差分析的F值均大于其临界值,影响显著.相比而言,湿度的影响更加显著,整个老化过程中,温度和湿度的影响作用表现出先增加、后下降的趋势.温湿交互作用在试验前期和后期对推进剂的影响不显著,而在试验中期较为显著,同样呈现出先增大、后减小的规律.结论 湿度对推进剂最大拉伸强度影响的贡献率最大,温度次之,交互作用最小.从时间轴上看,湿度的贡献率表现为单调递增趋势,温度为单调递减趋势,交互作用呈现抛物线趋势.     

硬膜缓蚀剂对钛合金紧固件电偶腐蚀的防护作用研究

目的 研究YTF-3硬膜缓蚀剂对由TC4螺栓、不锈钢螺母、7050铝合金及TC4钛合金夹层板组成的组件电偶腐蚀的影响作用。方法 利用硬膜缓蚀剂对钛合金紧固件和夹层板进行整体腐蚀防护处理,并通过盐雾加速腐蚀试验。将齿轮槽螺栓与无耳托板自锁螺母安装连接后,进行自然环境加速腐蚀试验,腐蚀后对螺栓螺母以及夹层板的腐蚀情况进行拍照检查,采用图像处理方式对腐蚀情况进行评价,并通过室温拉伸试验对钛合金螺栓腐蚀前后的力学性能情况进行对比分析。结果 经过腐蚀试验后,TC4螺栓和铝合金组件刷涂缓蚀剂区域比未刷涂缓蚀剂区域的平均腐蚀面积要小。不锈钢螺母与TC4钛合金组件刷涂缓蚀剂区域出现明显褶皱和破损现象。对比了试验前后钛合金螺栓的最大拉断载荷,发现降幅仅为0.5%。结论 铝合金夹层板会遭受电偶腐蚀,而YTF-3缓蚀剂可以有效隔绝腐蚀介质渗入固定间隙,大幅缓解电偶腐蚀,而钛合金螺栓在加速腐蚀试验中并未发生明显的腐蚀,并且力学性能无明显改变。