某型航空钮子开关铆钉断裂失效分析及环境适应性提升

目的 解决某型航空钮子开关中H62黄铜铆钉在湿热试验后出现的断裂问题,保证钮子开关适应自然和诱导环境的能力,从而提高整机的环境适应性及可靠性.方法 采用ANSYS有限元仿真分析、扫描电子显微分析及光谱分析等方法,从整个开关系统入手,对断裂铆钉的受力状态、材质、显微组织及壳体的析出离子进行了深入分析,探明了铆钉的失效原因及机理,并提出了从零部件到产品级的对策.结果 铆钉的断裂为典型的解理断裂,断口覆盖了大量的腐蚀产物,开关壳体释放的NH4+导致铆钉产生了应力腐蚀断裂.结论 黄铜铆钉的断裂失效是由于开关下壳体在湿热环境的诱导下释放出氨气,氨气浸入到长时间受拉应力的铆钉中产生了应力腐蚀.因此,在铆钉科研试制时即需评估其在钮子开关系统中的环境适应性.     

不同环境下微动开关腐蚀形貌及接触电阻变化对比分析研究

目的对比分析不同试验环境下微动开关的腐蚀行为,研究其腐蚀机理。方法针对干湿交替酸性盐雾试验环境、盐雾/SO2复合试验环境及热带海洋大气环境下微动开关接触电阻的变化趋势,以及对不同试验环境后微动开关内部被腐蚀的细小结构件进行微观形貌观察和能谱分析。通过对比分析不同试验环境下微动开关的腐蚀机理及其对电性能参数的影响。结果含硫环境对微动开关内部银质触点的影响最严重。结论腐蚀产物硫化银的导电性极差,这会导致微动开关接触电阻升高。     

滨海发射场低温管路法兰连接螺栓环境腐蚀断裂失效机理

针对滨海发射场用于低温管路法兰连接的高强度螺栓的环境腐蚀断裂问题进行失效机理分析.结合螺栓所处"高温、高湿、高盐雾"环境及低温高压工况,讨论分析了盐雾腐蚀、应力作用、微观形貌、化学成分及硬度等影响因素.结果表明,螺栓显微硬度均值(108HRB)超标,材质中C、S、Cr含量异常,螺栓实际受力达到许用应力的60％以上,微观组织裂纹均为典型的应力腐蚀裂纹.在海南"三高"海洋腐蚀环境影响下,耐腐蚀性能较差的螺栓在热应力作用下萌生裂纹,产生应力腐蚀,在热应力和拉应力的作用下进行扩展,发生应力腐蚀开裂,螺栓延迟脆性断裂导致失效.最后,针对螺栓应力腐蚀机理,提出了相应的改进措施.     

机翼后梁接头裂纹故障分析

目的分析某型飞机机翼后梁接头裂纹形成的原因,避免类似问题的重复发生。方法通过对机翼后梁接头进行受力分析,在对机翼后梁接头结构装配关系进行分析的基础上,采用有限元方法对接头进行应力计算,并对裂纹断口进行宏观和微观分析,确定产生裂纹的原因。结果机翼后梁接头裂纹为应力腐蚀裂纹。结论机翼后梁接头材料为LD5,对应力腐蚀敏感,接头在装配过程中存在较大的装配拉应力,而接头表面的腐蚀防护又存在缺陷,在较严酷的服役环境作用下发生了应力腐蚀开裂。     

某系列飞机中央翼第三墙外置机匣接耳应力腐蚀裂纹的成因与预防

目的分析某系列飞机中央翼第三墙外置机匣接耳应力腐蚀裂纹的成因,并进行有针对性的预防。方法对发生裂纹的接耳进行端口检测,并对应力腐蚀条件和腐蚀环境进行分析。结果7B04铝合金在Cl-、超过应力腐蚀门槛值的应力和锻件夹杂的共同作用下,在表面氧化膜破裂的酸性环境下发生应力腐蚀。结论应当改进飞机修理过程中的工艺方法,并对接耳设计进行适当的修改。     

ICMS传感器防护技术研究

针对ICM传感器安装在飞机内部结构的特征和局部环境特点,提出了应用IMR21纳米复合涂料进行防护的初始方案,并采用加速腐蚀试验方法验证了其耐久性。结果表明,采用IMR21纳米复合保护的传感器安装部位未出现明显的腐蚀失效现象,但传感器引线部位存在一定的原始制造工艺缺陷。在载荷作用下固定传感器引线的硅胶易产生裂纹,致使腐蚀介质易渗入引线焊点处引起焊点腐蚀,导致个别传感器不能正常工作。为此,提出了传感器引线部位细节防腐改进措施,其有效性通过了加速腐蚀试验验证。     

热盐腐蚀环境对TC11钛合金高温寿命影响规律试验研究

目的 针对发动机钛合金部件在热盐环境与工作载荷下的寿命衰减问题，开展TC11钛合金热盐腐蚀疲劳与应力腐蚀试验，研究腐蚀环境下TC11的高温寿命衰减规律与失效机理。方法 利用喷盐法制备TC11钛合金试验件，研究不同温度与应力水平对TC11腐蚀疲劳以及应力腐蚀的影响规律。利用SEM等观测手段，开展腐蚀疲劳以及应力腐蚀试样断口与表面的形貌分析，分析腐蚀环境下的失效机理。结果 热盐腐蚀环境导致TC11的寿命显著降低，对比450 ℃下无腐蚀寿命，腐蚀疲劳寿命下降了2个数量级，应力腐蚀寿命下降到不足1%，且分散性较大。观察腐蚀疲劳和应力腐蚀的试样可以发现，表面有明显的腐蚀坑，腐蚀坑底发现裂纹。结论 热盐环境下，TC11腐蚀疲劳寿命和应力腐蚀寿命都会明显下降。由于腐蚀导致钛合金试样表面产生许多腐蚀坑，在腐蚀坑局部形成近似缺口，缺口部位的应力集中是导致腐蚀疲劳寿命衰减的重要因素。腐蚀疲劳的寿命低于Kt=1的无腐蚀疲劳寿命，但是要大于Kt=3的无腐蚀疲劳寿命。     

碳钢在三种大气环境中的应力腐蚀

目的研究45#碳钢和Q235碳钢在不同大气环境中的应力腐蚀失效。方法将45#碳钢和Q235碳钢制备成U型样和拉伸试样,分别在万宁、江津和西双版纳三种大气环境下进行为期3年的暴露试验,利用截面锈层深度分析和拉伸断裂分析两种手段,分析两种碳钢在不同大气环境下的应力腐蚀行为。结果拉应力影响下的U型样在三种大气环境中出现了不同深度的腐蚀坑。拉伸试样在万宁大气环境下短时间内抗拉强度急剧下降并失效,在西双版纳和江津大气环境下抗拉强度缓慢下降。结论在拉应力影响下U型样的腐蚀进程随大气污染物的不同,腐蚀程度不同,拉伸试样的抗拉强度随腐蚀进程的发展而呈周期性衰减。     

51CrV4弹簧钢环箍断裂失效分析

目的研究51Cr V4弹簧钢环箍出现断裂失效原因。方法通过化学成分分析、力学性能分析、断口扫描分析、显微组织分析及能谱分析测试手段,对51Cr V4弹簧钢环箍的断裂模式及失效原因进行分析。结果长时间处于拉应力状态,致使51Cr V4弹簧钢环箍内表面棱边萌生裂纹源;同时,在腐蚀介质和应力的协同作用下,S元素加速腐蚀进程,腐蚀产物积累,加快腐蚀微裂纹的扩展,最终导致应力腐蚀断裂失效的发生。结论通过合理的选材、结构设计和防护工艺,严格控制原材料成分,降低应力水平和环境严苛度,使应力腐蚀出现概率大大减小。     

环境作用动力学在应力腐蚀断裂中的应用

目的研究材料的应力腐蚀断裂时间。方法应用环境作用动力学理论,求解材料的应力腐蚀断裂时间函数。结果从环境作用动力学理论得到了材料的应力腐蚀断裂时间函数,并对AZ61和AZ80镁合金进行了试验验证。结论环境作用动力学理论可以描述镁合金材料应力腐蚀断裂时间;AZ61镁合金抗应力腐蚀性能优于AZ80镁合金。     

汽车用钢板弹簧失效分析

目的 研究汽车用钢板弹簧断裂失效原因.方法 通过宏观分析、金相检验、力学性能分析、材质分析、断口电镜扫描及能谱分析等测试手段,对汽车用钢板弹簧的断裂失效原因进行分析.结果 汽车用钢板弹簧的失效模式为疲劳裂纹源于表面腐蚀坑处的高周腐蚀疲劳断裂.首先,板簧表面存在异常磨损,导致防护漆层局部脱落,裸露的金属基体在腐蚀环境下出现表面腐蚀坑,外界拉应力作用及腐蚀坑底部应力集中叠加导致早期疲劳裂纹在腐蚀坑底部萌生并扩展.其次,板簧表面存在脱碳现象,导致板簧表面硬度及强度降低,表面耐腐蚀性能下降,为早期疲劳裂纹的萌生创造了条件.结论 控制热处理质量,避免表面脱碳;做好定期维护保养,在簧片间加石墨润滑剂,防止长时间干磨或挤压碰撞导致漆层早期脱落;及时清理附着的泥水,减小腐蚀几率;对存在隐患的在用板簧及时更换.     

钢板弹簧断裂失效行为研究

目的研究汽车钢板弹簧断裂失效的原因。方法通过化学成分分析、硬度测试、断口形貌分析、金相组织分析等手段研究汽车钢板弹簧的失效行为。结果由于表面脱碳层过深,使得表面疲劳强度及耐蚀性降低,同时因长时间腐蚀作用在表面产生腐蚀坑及腐蚀裂纹,并且在循环外力作用下,腐蚀缺陷处产生应力集中,早期裂纹萌生于表面腐蚀缺陷处并扩展,最终导致腐蚀疲劳断裂。结论通过控制热处理条件、增加加工余量并去除脱碳层、表面喷丸处理等措施,钢板弹簧表面耐蚀及抗疲劳性能大幅提高,可有效避免脱碳引起的腐蚀疲劳断裂。     

高强预腐蚀铝合金单轴拉-拉疲劳断口定量分析

目的通过断口定量分析获得7A09铝合金的疲劳裂纹扩展规律,为7A09铝合金结构的寿命评估提供依据。方法使用EXCO溶液对试验件进行预腐蚀,利用疲劳拉伸机进行疲劳加载直至断裂,使用扫描电镜对疲劳断口进行定量化分析。结果疲劳裂纹在试件的腐蚀坑处萌生,从自由界面附近向纵深发展导致试件的断裂。通过断口分析和Paris公式确定了裂纹的萌生寿命和扩展寿命。结论腐蚀之后的试件裂纹萌生寿命占总寿命的比例下降,当裂纹扩展程度较大之后,受腐蚀影响减轻,得出裂纹扩展速率和应力强度因子的关系。     

铝合金结构腐蚀传感器综述

基于铝合金材料发生腐蚀后,其电特性发生了很大的变化,可以通过监测电特性的变化实现铝合金结构腐蚀程度评估的特性,重点描述了电流式、电阻式、阻抗式等腐蚀传感器的主要构造、功能及其工作原理。这些腐蚀传感器的研发和应用为早期发现飞机结构的腐蚀损伤提供了技术储备和有效手段,有利于及时采取修理或预防措施,从而减少或避免飞机结构发生重大腐蚀故障。最后提出了飞机结构腐蚀传感器研发的基本构想和总体思路,明确了其技术发展的重点方向。     

铝合金框开裂的失效分析

某型铝合金框使用不久后,在其表面发现裂纹.通过对铝合金框裂纹断口进行宏微观观察、能谱分析以及显微材料的组织分析,确定了其开裂的性质和原因.结果表明,裂纹断口上存在大量呈泥纹花样的氧化物和氯化物的腐蚀产物,铝合金框的开裂为应力腐蚀开裂.由于铝合金框内表面局部区域涂漆较薄或缺乏保护,使得该框在工作应力和外界介质的协同作用下...     

不锈钢螺栓法兰连接失效分析及预防措施

目的研究低温环境下不锈钢法兰螺栓连接失效机理。方法采用宏观检测、微观检测和化学成分分析、能谱分析等方法,对不锈钢螺栓材质的化学成分及断口处腐蚀产物的成分进行分析。结果引起螺栓断裂的主要原因为低温环境下引起的应力腐蚀开裂。结论根据不锈钢螺栓应力腐蚀的主要影响因素提出了低温加注系统中螺栓应力腐蚀的预防措施。     

便携式拉伸应力腐蚀试验器的研制

介绍了一种可以用于研究材料在自然环境及特定环境(如有毒有害气氛、各种腐蚀介质等)下应力腐蚀性能的便携式拉伸应力腐蚀试验装置。该装置将试样通过上、下夹头安装在主承力框架内,利用弹簧对试样施加轴向载荷,使试样承受恒定的拉伸应力。该试验器的特点是载荷范围大且加载精确、结构简单、体积紧凑、重量轻、造价低,特别适宜于户外的自然环境暴露试验。