“装备服役腐蚀性大气环境模拟与应用”专题序言

地面装备及航空装备的腐蚀主要受到大气环境的影响,发生在地面运行和停放期间。随着我国装备使用、训练任务的推进,服役环境日益恶劣,腐蚀问题日益突出,严重影响了结构完整性和装备正常的服役。针对装备结构的腐蚀问题,开展大气环境的研究与模拟是开展设计、评估、验证、预防等工作的基础,具有重要意义。本专题面向装备在服役过程中遭受的大气腐蚀性环境,开展大气环境的模拟方法及模拟环境的应用研究,期望能推动结构腐蚀领域中环境模拟与应用技术的发展。     

航空发动机成附件橡胶件的“积木式”试验设计

在飞机结构"积木式"试验的基础上,提出了针对航空发动机成附件橡胶件元件级、模拟件级、工装级和系统级试样的四级"积木式"试验.明确了各级试验的试验对象、主要任务、试验目的和基本试验思路.提出了在系统级试验的开展中,保证橡胶件的结构状态、安装状态与实际工作情况一致的方法,以及"工况谱"编制的主要内容.将"积木式"试验流程应用到橡胶材料中,为新型航空发动机成附件橡胶件的设计研制提供帮助.     

高强度铝合金典型沿海地区腐蚀行为加速试验方法研究

目的构建适用于高强度铝合金在某工业海洋性气候地区的加速腐蚀试验方法。方法选用飞机结构用典型高强度铝合金7B04-T6为试验材料,进行实验室加速腐蚀试验与某工业地区海洋大气环境曝晒试验,并对试验后的试样进行疲劳性能评价。通过平均腐蚀速率测试、腐蚀形态特征观察、疲劳断口特征分析,腐蚀加速倍率计算,对两种形式腐蚀铝合金的腐蚀机理和疲劳破坏行为等进行综合对比。结果经历实验室加速腐蚀试验与海洋大气环境曝晒试验后,7B04-T6铝合金的质量损失率基本相等,腐蚀形貌相近,疲劳断口特征一致,因而两种腐蚀模式一致,机理相同。结论所编制的实验室加速环境谱与试验方法,能够较好地用于某工业海洋性气候地区高强度铝合金材料和结构的环境损伤加速试验,实验室与外场海洋大气环境曝晒试验的加速比为97.64。     

腐蚀疲劳交替环境下0Cr16Ni5Mo1不锈钢的损伤行为研究

目的 研究腐蚀疲劳交替环境下0Cr16Ni5Mo1不锈钢的损伤行为。方法 通过开展0Cr16Ni5Mo1不锈钢在不同腐蚀疲劳交替次数下的试验，分析腐蚀疲劳交替频率对疲劳寿命、表面形貌等的影响规律，明确其腐蚀疲劳交替损伤机理。结果 腐蚀时间一定时，0Cr16Ni5Mo1不锈钢试验件的疲劳寿命随着腐蚀疲劳交替频率的增加而增加。交替频次较低时，疲劳断裂部位主要发生在试验件表面或侧面的腐蚀损伤处；交替频次较高时，疲劳断裂部位开始内部缺陷处出现。试验件表面附着的腐蚀产物随着交替周期的进行而减少，但随着交替次数的增加，基体截面深处出现腐蚀产物。结论 0Cr16Ni5Mo1不锈钢试验件的疲劳寿命随交替次数的增加呈现指数函数规律的增长趋势。腐蚀-疲劳交替作用下，0Cr16Ni5Mo1不锈钢的表面腐蚀损伤形式主要为点蚀，裂纹主要萌生于试件表面的缺陷处，腐蚀加速了裂纹萌生的进程。交替次数的增加促进了表面和缺陷处钝化膜的生成，以及腐蚀产物在缺陷内部的堆积，从而使试验件寿命增大。     

异种结构材料电偶腐蚀及防护技术的研究现状及发展方向

从包括阴阳极、电位、偶对间距在内的材料自身因素,以及包括含氧量、温度、流动状态在内的环境因素两个方面,综述了异种结构材料电偶腐蚀的主要影响因素。探讨了目前国内外针对异种结构材料电偶腐蚀预防措施的研究现状,对比了国内外针对设计制造阶段和服役使用阶段的不同电偶腐蚀预防措施,最后指出我国在电偶腐蚀预防方面,规范、标准和措施匮乏以及存在的其他问题,并为接下来电偶腐蚀及防护技术的发展方向提出了建议,指出需要进一步研究实际结构因素对异种材料电偶腐蚀的影响机理和规律,并提出典型耦接件的腐蚀防护技术途径。     

金属材料实验室加速腐蚀环境谱等效加速关系的确定方法

目的 解决现有实验室加速环境谱等效加速关系确定方法的不足。方法 提出一种针对航空金属材料实验室加速腐蚀环境谱与实际大气间等效关系的“双桥连接式”快速确定方法。结果 该方法以金属材料在腐蚀环境下的质量损失情况作为腐蚀当量，通过基于“环境因素加权浓缩”的方法编制实验室加速环境谱、基于“电量(电流)等效桥”获得实际大气环境长年累积腐蚀电量、基于“质量损失等效桥”确定等效加速关系3个步骤，计算获得了实际大气长年监测数据对应的材料累积腐蚀电荷量和腐蚀质量损失大小。通过将金属材料在实际大气下和实验室加速环境下的腐蚀质量损失速率相比，获得了金属材料的等效加速关系。结论 该方法能够有效克服现有研究中由于缺少实地长时间大气暴晒件，以及当量参数选取不当引入误差，导致无法获取实验室加速腐蚀环境谱和实际大气环境间等效加速关系(或当量加速关系)的不足，为金属材料实验室加速腐蚀试验提供了方法支撑。     

基于航空金属材料腐蚀的我国大气环境分区

目的针对我国服役飞机的腐蚀问题,实现飞机结构日历寿命的分区预测与精细化管理。方法收集我国大气环境17个典型地区的气象环境数据,编制各地区的气候、化学环境总谱,并根据腐蚀电荷当量原理,使用铝合金、合金钢两种材料的折算系数,将各地区的大气环境向标准潮湿空气作用时间进行折算。基于系统聚类的方法,根据大气腐蚀的差异性,将17个典型地区进行分类,确定各分区的划分标准和我国大气腐蚀分区个数,并综合考虑当前文献中可查的其他地区数据资料与我国气候、降水、大气污染的分布情况,对我国大气环境进行腐蚀分区。结果根据铝合金、合金钢的腐蚀特征量,可将我国大气环境划为5个分区。绘制了我国大气环境腐蚀分区图,给出了各分区的环境特点、地理位置分布和代表城市。结论应用我国大气环境分区结果,可以直观掌握我国飞机不同服役环境的腐蚀严酷程度,为编制加速腐蚀环境谱、评定飞机结构日历寿命、制定针对性的维护计划和飞行计划奠定基础。