铝合金阳极氧化膜防护性能及失效规律研究

目的研究不同腐蚀环境条件下铝合金阳极氧化膜层的防护作用及失效规律。方法采用中性盐雾、酸性盐雾试验方法进行加速试验,对无划线试样腐蚀外观和附着力以及有划线试样的腐蚀形貌等进行检测和考核分析。结果获得了4种铝合金材料阳极氧化膜层在不同试验环境条件下的防护性能、腐蚀失效、附着力变化以及抗腐蚀扩展性能等试验数据。结论铝合金材料类型对未封闭处理的阳极氧化膜的耐腐蚀扩展性能影响明显。封闭处理能够提高铝合金阳极氧化膜的综合防护性能。     

封闭处理对铝合金硬质阳极氧化膜防护性能的影响研究

目的研究不同腐蚀环境条件下,封闭处理对铝合金硬质阳极氧化膜防护性能的影响规律。方法采用中性盐雾、酸性盐雾试验方法进行加速试验,对无划痕试样腐蚀外观和附着力以及有划痕试样的腐蚀形貌等进行检测和考核分析。结果获得了4种铝合金材料硬质阳极氧化膜层在不同试验环境条件下的防护性能、腐蚀失效、附着力变化以及抗腐蚀扩展性能等试验数据。结论封闭处理能够提高铝合金硬质阳极氧化膜层的耐蚀性,改善硬质阳极氧化膜层的耐腐蚀扩展性,同时有助于解决硬质阳极氧化膜层与有机涂层附着力降低的问题。     

有机-无机纳米聚硅氧烷涂料的耐蚀性研究

目的研究有机-无机纳米聚硅氧烷涂料的耐蚀性。方法将涂层试样制作划痕后,采用盐雾试验方法和盐溶液周浸试验方法进行加速腐蚀试验,采用最大剥落值对涂层剥落程度进行量化考核。结果获得了4种涂料在试验环境下的腐蚀失效模式、失效过程、失效程度、以及涂层损伤随加速腐蚀时间的变化规律等方面的试验数据。结论在盐雾试验中,涂层的失效模式主要是剥落,盐溶液周浸试验主要是剥落和鼓泡。在盐雾腐蚀环境下,3#涂料耐蚀性最佳,在周浸腐蚀环境下1#涂料耐蚀性最佳。采用最大剥落值对涂层的剥落程度进行量化考核是可行的。     

汗液作用下铝合金眼镜架腐蚀失效分析

通过金相分析、扫描电子显微镜(SEM)观察和能谱分析等检测方法,对某铝合金/硫酸阳极氧化膜眼镜架在汗液环境中的腐蚀失效行为进行了失效分析,结果表明:铝合金/酸阳极氧化膜在汗液环境中发生了严重的腐蚀,腐蚀形式以点蚀为主,局部出现裂纹,腐蚀均发生在阳极氧化膜完整性发生缺陷的部位,铝合金基体在晶界上优先发生腐蚀,点蚀坑生长和裂纹扩展均沿晶界进行;阳极氧化膜完整的区域,阳极氧化膜腐蚀不明显.     

海洋大气环境对铝合金电连接器壳体腐蚀及电气性能影响

目的研究海洋大气环境对2A12和6061铝合金电连接器性能的影响。方法开展2A12和6061铝合金电连接器在海南万宁试验站4 a棚下暴露试验,通过宏微观形貌观察和电气性能测试对比分析两种铝合金电连接器壳体的腐蚀差异和电气性能变化。结果两种铝合金电连接器壳体均出现镀层鼓泡、剥落和基体腐蚀,6061铝合金电连接器壳体腐蚀程度高于2A12铝合金电连接器。2A12铝合金基体发生点蚀和晶间腐蚀,6061铝合金基体发生剥蚀,基体腐蚀产物堆积,导致镀镍层开裂剥落,进而失去防护作用。相对于导通性能、耐压强度,电连接器的绝缘电阻对海洋大气环境更为敏感。结论铝合金化学镀镍壳体电连接器在热带海洋大气环境下不适宜长期使用。     

不同表面状态对6061铝合金耐蚀性能的影响研究

目的研究在温度和表面粗糙度不同的情况下,6061铝合金的耐蚀性能变化,并研究表面硫酸、硼酸硫酸阳极氧化对提高6061铝合金耐蚀性能的作用。方法对试样进行中性盐雾试验和电化学实验。结果随着表面粗糙度的下降,6061铝合金的耐蚀性有所提高,且表面经过阳极氧化后,试样表面盐粒沉积量大幅下降,腐蚀面积有所减少。随着温度升高,6061铝合金的耐蚀性下降,而当温度达到55℃时,试样表面出现了一定的钝化现象,当温度继续升高,钝化现象消失,腐蚀速率重新上升。结论随温度和表面粗糙度的提高,6061铝合金的耐蚀性能下降,而55℃为6061铝合金较好的钝化温度。     

某型飞机防护体系性能优选试验研究

目的采用盐雾对比试验,优选获得抗腐蚀性能优异的防护体系。方法选用飞机常用的两种结构材料(2024、30Cr Mn Si A)的几种备选防护体系,开展盐雾加速腐蚀试验。结果铝合金试件经过10个周期盐雾加速腐蚀试验,涂层鼓泡失效,基体未发生腐蚀;经过7个周期加速腐蚀试验,结构钢试件预制划痕处涂层剥落、基体腐蚀。结论铝合金外部防护体系B方案(铬酸阳极化+37底漆+E面漆)和内部防护体系H方案(铬酸阳极化+TB06底漆)最佳,结构钢推荐选用GE方案(镀镉+钝化+TB06底漆+TS96面漆)。     

LY12CZ铝合金腐蚀损伤的概率分布及其变化规律

采用铜加速乙酸盐雾试验方法对LY12CZ铝合金腐蚀行为进行了研究。结果表明：腐蚀深度服从Gumbel分布、正态分布、威布尔分布和对数正态4种分布。选用正态分布描述了LY12CZ铝合金在盐雾环境下的腐蚀损伤的分布特性,并得出了不同置信度和可靠度下腐蚀深度随时间变化的规律。     

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。     

某型飞机腐蚀关键结构含涂层模拟件腐蚀行为研究

目的研究某型飞机腐蚀关键结构防护涂层体系的腐蚀失效行为,评估涂层的防护性能,为整机日历寿命体系评定和飞机大修提供试验依据。方法在编制加速环境谱的基础上,对模拟件进行环境谱作用下的加速腐蚀试验。结果在经过修理前后两个阶段的加速腐蚀后,模拟件在铆钉连接区域表面涂层均出现不同程度的鼓包、开裂、剥落等老化现象。结论腐蚀关键结构表面防护涂层体系总体上能够满足首翻期和翻修间隔期内结构的表面防腐要求,但在外场使用维护中应针对铆钉、螺钉连接件周围等腐蚀敏感部位加强防护,一旦出现涂层老化、破损等损伤需要及时进行局部修复。在科学、合理的外场使用维护条件下,可以适当延长飞机的进厂大修时间。     

铝合金表面铈转化膜的生长与耐蚀性

将6063铝合金试样用10g／LCe（NO3）3·6H2O处理1min-24h,采用增重实验、盐雾试验和全浸腐蚀试验研究了铈转化膜的生长和耐蚀性能。结果表明,在初期试样增重随成膜时间线性增加,15min后增重变缓,30min后波动下降。转化膜的耐蚀性能受膜厚和裂纹联合控制,成膜时间在30min内,随成膜时间增加,耐蚀能力增加;30min后由于膜层开裂渐成主导控制因素,随成膜时间增加耐蚀性下降。     

铝合金化学氧化膜盐雾试验后腐蚀点评定方法研究

目的制定飞机用2024铝合金表面阿洛丁1200S化学氧化膜盐雾试验后腐蚀点的评定依据。方法通过开展铝合金化学氧化膜盐雾试验,分别利用目视、SEM微观、能谱分析和电化学阻抗测试等手段,表征盐雾试验后的腐蚀形貌及特征。结果试验后样品表面出现的典型腐蚀特征尺寸大于或等于0.15 mm时,正常视力的检测人员均能目视可见。目视可见的黑点、典型彗星状拖尾或只有彗星尾巴等形貌处的化学转化膜和基材已腐蚀,局部有腐蚀点的膜层,其耐蚀性大幅下降,失去对侵蚀性介质的阻挡能力。结论仅出现不符合目视可见和基体腐蚀特征,不能判定为腐蚀点。当出现肉眼可见的黑点,典型彗星状拖尾或只有彗星尾巴等形貌,可判定为腐蚀点。在实际生产检验检测过程中,可采取类似方法研究腐蚀点的评判方法,建立铝合金表面处理盐雾试验后腐蚀图谱和腐蚀点评定准则。     

新型航空清洗剂对航空铝合金防盐雾性能影响的分析

目的 评价新型航空清洗剂对航空铝合金防盐雾性能的影响。方法 对航空铝合金7075在施加清洗剂清洗后开展中性盐雾试验,通过扫描电子显微镜、能谱分析仪、高分辨率拉曼光谱等研究手段,对铝合金的表面形貌、组织成分及关键化学组分的变化情况进行对比分析,综合评价该清洗剂对铝合金的性能影响。结果 经过新型航空清洗剂清洗和6 h中性盐雾试验后,清洗剂仍在铝合金表面残留有保护膜,且清洗后的铝合金表面经盐雾实验后依然光亮,有明显的二次相颗粒,无絮状物和氯化钠结晶体,其表面褐色腐蚀斑点也更小。结论 经清洗后,铝合金的盐雾腐蚀程度明显更轻,说明清洗剂中的缓蚀剂成分起到了保护作用,该清洗剂具有防盐沉降的作用,可提升航空铝合金的防盐雾腐蚀性能。     

5%NaCl盐雾环境对铝合金铆接防护结构性能影响研究

目的研究2024铝合金在5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳性能。方法开展2024铝合金5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳试验,采用"疲劳加载-腐蚀环境"交替循环的试验模式,通过试验测试铝合金铆接结构在5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳寿命值,分析不同疲劳载荷大小对铝合金连接结构的腐蚀疲劳寿命影响。结果 5%NaCl盐雾环境对于铝合金铆接结构疲劳寿命有较大影响,疲劳载荷对防护涂层防护性能和腐蚀疲劳载荷的滞后效应等两方面影响,0.25P破坏载荷相较于0.3P破坏载荷,涂层防护作用影响更小,低载锻炼效应更强,腐蚀疲劳寿命降低量更少。结论 2024铝合金铆接结构耐腐蚀性能与结构载荷和防护涂层特性有重要关系。     

典型航空装备用金属材料在不同酸性盐雾环境下的腐蚀效应及机理

目的对比分析硫酸盐雾试验和盐雾/SO2复合试验的环境效应及机理差异。方法针对硫酸盐雾试验和ASTM G85附录A4-X4中的盐雾/SO2复合试验两种酸性盐雾试验方法,选取3种金属试片(4130高强度合金钢镀铬、40CrNiSi合金钢镀镍、2A12铝合金导电氧化)和2种合金钢自锁螺母(30CrMnSiA镀镉钝化螺母、30CrMnSiA镀锌钝化螺母)作为试验对象,对其开展两种酸性盐雾试验条件下的腐蚀试验,采用扫描电子显微镜、能谱分析研究各试验件表面生成的腐蚀产物形貌及组分特征,对比分析两种试验条件下的环境效应及机理差异,并结合耦合多电极矩阵(CMAS)测试技术,对比分析两种酸性盐雾试验条件下的环境腐蚀性特点及严酷性差异,初步探讨了两种试验条件与外场舰载平台环境的相关性关系。结果盐雾/SO2复合试验条件下CMAS电极的腐蚀深度达到同周期硫酸盐雾试验下的10倍左右。盐雾/SO2复合试验下,试样表面腐蚀产物中均检测出S元素的存在。相比于硫酸盐雾试验,盐雾/SO2复合试验与外场舰载平台环境具有更好的一致性。结论美军现行的盐雾/SO2复合试验方法与外场舰载平台环境具有更好的相符性。     

两种铝合金连接结构的腐蚀-疲劳循环试验研究

目的研究2024铝合金两种连接形式在5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳性能。方法开展2024铝合金两种连接结构在5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳试验,采用"腐蚀环境-疲劳加载"交替循环的试验模式,通过试验测试铝合金两种连接形式在5%NaCl盐雾环境下的残余疲劳寿命值,分析连接方式对铝合金连接结构的残余疲劳寿命影响。结果 5%NaCl盐雾环境对于铝合金连接结构疲劳寿命有较大影响,相较于铝制铆接连接形式,钢制螺栓连接方式连接部位的涂层破坏较少,涂层防护效果更好,疲劳寿命降低量更少。结论金属结构连接形式与防护涂层的搭配对结构耐腐蚀性能有重要影响。     

不同环境条件对铝合金线缆组件电气性能的影响研究

目的 对比分析3种试验环境对2种不同型号铝合金线缆组件直流电阻与电压降的影响。方法 首先,以2种不同型号航空用铝合金导线(各包含3种不同线径)组成的铝合金线缆组件为试验对象,开展潮湿、盐雾、振动3种环境试验;其次,利用宏观与微观形貌观察、直流电阻测试方法与电压降测试方法,得到环境试验前后线缆组件的电气性能数据;最后,采用均值处理等方法,对试验数据进行整理,对比分析3种环境条件下铝合金线缆组件的直流电阻、电压降的变化规律。结果 铝合金线缆组件经潮湿与盐雾试验后,锡镀层无明显起泡、起皱和脱落;潮湿试验后,所有线缆组件直流电阻值均有所增加,且随着线径增加,直流电阻值的增加速率降低;盐雾试验后,几乎所有线缆组件的直流电阻与电压降都降低;振动试验后,所有线缆组件的直流电阻值均有所增加,然而增加值不超过3.2%,且振动试验后几乎所有线缆组件的电压降都降低。结论 铝合金线缆组件的端子镀层对潮湿与盐雾环境有一定的防护作用,有效避免了腐蚀膜层等的形成,降低了环境对铝合金线缆组件电气性能的影响。相比电压降,线缆组件的直流电阻对环境条件更为敏感。盐雾环境对铝合金线缆组件的电气性能尤其是直流电阻的影响较大,然而,由于端子镀层的防护,变化值小于10%。     

铝合金微弧氧化技术应用研究

目的研究铝合金微弧氧化技术在产品三防方面的应用。方法选取四种不同牌号的常用铝合金结构件材料进行微弧氧化处理,并通过各种检测手段测定铝合金微弧氧化膜层的成分及形貌、硬度及耐磨、耐腐蚀等性能指标,并与硬质阳极氧化技术作对比。结果微弧氧化膜层厚度为20～120μm,氧化膜致密层硬度（Hv）〉900,致密层磨损率〈10^-4mm^3／（N·m）,盐雾试验时间〉96h,湿热试验时间〉10个周期,膜层性能优于硬质阳极氧化膜。结论微弧氧化技术能大大提高铝合金的耐磨和耐腐蚀性能,可应用于提升产品三防性能。