铸造铝合金材料自然环境试验研究

选用2种铝合金材料(ZL114B、ZL102A)在铸造状态下通过自然环境试验研究．得出铸造铝合金材料在不同防护方式和不同环境条件下其性能变化结果。     

海洋环境下ZL115-T5铸铝合金/C41500海军黄铜腐蚀行为研究

目的研究海军某型装备壳体结构材料在海洋环境下的腐蚀行为及规律。方法根据折算出的实验室加速腐蚀试验环境谱,开展了ZL115-T5铸铝合金试验件、ZL115-T5铸铝合金/C41500海军黄铜接触试验件、模拟实际涂抹黄油试验件以及模拟维护涂抹缓蚀剂试验件的实验室加速腐蚀试验。结果得到了该型铝合金在不同服役年限及服役状态下的腐蚀形貌、质量、平均腐蚀深度以及腐蚀损伤度变化规律。结论该型合金在不同服役状态下的腐蚀行为呈现差异化,ZL115-T5铸铝合金与C41500海军黄铜偶合接触会加速铸铝合金的腐蚀,黄油能够在一定程度上抑制电偶腐蚀,但效果并不明显。缓蚀剂能够延缓海洋环境下ZL115-T5铸铝合金腐蚀,其中THFS-10软膜缓蚀剂以及THFS-15长效硬膜缓蚀剂效果较好。     

基于腐蚀电流的加速腐蚀关系可靠性模型

目的通过对加速腐蚀关系的研究,为飞机的日历寿命的确定提供依据。方法首先提出基于腐蚀电流的加速腐蚀关系可靠性模型,并通过测试极化曲线的方法得到LY12和ZL115两种飞机常用铝合金材料在蒸馏水及不同浓度Na Cl溶液中的腐蚀电流。结果由于材料缺陷分布的随机性,铝合金的腐蚀电流具有随机特征,且随着盐浓度的增加而增大。两种铝合金材料的加速腐蚀关系系数在统计上存在较大的差异,在3.5%盐浓度下(温度)考虑95%置信度的加速腐蚀关系系数,LY12铝合金为3.53、ZL115为2.32。结论本文基于腐蚀电流的加速腐蚀关系的研究可以很好地为飞机日历寿命确定提供依据。     

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。     

铝合金在NaCl溶液中的电化学腐蚀行为

采用极化曲线法和交流阻抗法,分析了ZL102和LF6铝合金在不同pH的3%NaCl溶液中的腐蚀特性,并用金相显微镜观察了铝合金的微观组织。结果表明,2种铝合金的自腐蚀电位都随着pH的升高变得愈负;除pH=9.5的情形之外,ZL102铝合金的腐蚀速率均小于LF6铝合金;LF6铝合金结构的不均匀性与其加入的合金化元素是导致其耐蚀性能较ZL102铝合金差的主要原因。     

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。     

铝及铝合金在自然水环境中的腐蚀行为对比研究

目的 分析研究铝及铝合金在自然水环境中的腐蚀行为。方法 通过开展LM3纯铝、5083铝、LF6M去包铝及带包铝在淡海水交替、海水及淡水自然环境下2 a的暴露试验,将3种环境下材料的腐蚀形貌、腐蚀速率进行对比。总结4种铝及铝合金材料在不同水环境下的腐蚀规律,对其腐蚀机理进行简要的探讨,并对其长周期的腐蚀行为进行预测。结果 通过对4种材料局部腐蚀协同影响因子(b)的对比可以发现,淡水环境对LM3纯铝局部腐蚀的影响最大,淡海水环境对5083铝合金局部腐蚀影响最大,淡水及淡海水环境对2种LF6M铝合金材料局部腐蚀的影响都很大。结论 5083、LF6M带包铝及去包铝,在淡海水交替自然环境下的耐蚀性能最差,LM3纯铝在淡水环境下耐蚀性能最差。     

航空铝合金材料大气腐蚀环境因子灰色关联分析

结合航空铝合金材料LY12CZ在全国7个大气腐蚀试验网站暴晒腐蚀数据,利用灰色关联分析方法计算出铝合金大气腐蚀速率和腐蚀环境因子在不同暴晒时间的关联度,分析大气腐蚀环境因子对铝合金材料大气腐蚀的影响规律。LY12CZ自然暴晒1,3,6,10 a的气象环境因子灰色关联度分析结果表明,各暴露年限气象环境因子关联度排序相对位置均未发生变化;对于腐蚀环境因子而言,各暴露年限的腐蚀环境因子发生了变化。     

基于DFR的2024-T3铝合金当量加速关系试验研究

目的 提出以反映结构材料疲劳性能的DFR为表征参量,研究建立2024-T3铝合金结构在大气自然环境预腐蚀与实验室加速试验预腐蚀后的DFR关系,为腐蚀环境下飞机铝合金结构的疲劳寿命设计提供方法。方法 以2024-T3铝合金试验件为研究对象,分别开展典型海洋大气环境自然暴露腐蚀后的DFR试验以及实验室加速腐蚀试验后的DFR试验,以DFR相等为条件,建立上述2种不同预腐蚀条件之间的DFR当量加速关系。结果 2024-T3铝合金在自然暴露预腐蚀环境与实验室加速预腐蚀后的DFR值随腐蚀时间的增加均有不同程度的下降,万宁和青岛的DFR当量加速值分别为0.642 1、0.701 2 a/d。结论 基于DFR的当量加速关系综合反映了预腐蚀对结构材料疲劳性能退化的影响,而DFR是飞机结构疲劳设计的基本参量,文中建立的当量加速关系可用于指导腐蚀环境下铝合金的疲劳寿命设计分析。     

飞机用铝合金腐蚀行为和腐蚀预测研究现状及问题分析

针对不同的航空铝合金结构及部位,从腐蚀机理、腐蚀行为和腐蚀预测技术三方面较为系统地分析了研究现状及进展。在此基础上,明确了航空铝合金腐蚀预测技术需要进一步研究的问题,分别为飞机结构表面腐蚀环境的确定问题,材料在海洋大气环境下腐蚀电化学性能的准确测量问题,腐蚀预测模型的选取问题。     

铸铝合金不同厚度膜层微弧氧化防腐蚀性能试验研究

针对某型铸铝合金的不同热处理状态、不同厚度的微弧氧化膜的防腐蚀性能进行了960 h的盐雾对比试验。结果表明,对于该型铸铝合金T7热处理状态防腐蚀能力优于T5;微弧氧化处理能明显提高该型铸铝合金防腐蚀能力,经不同厚度微弧氧化处理的该型铸铝合金,腐蚀深度无显著差异;在相同面积区域内,腐蚀损伤的程度有明显的不同,50～70μm的微弧氧化膜防腐蚀性能最好。     

Elucidating complex design and management tradeoffs through life cycle design: air intake manifold demonstration project

The life cycle design (LCD) framework for enhancing design analysis and decision making is demonstrated through a collaborative effort between the University of Michigan, a cross functional team at Ford, and the US Environmental Protection Agency. The LCD framework was used to evaluate three air intake manifold designs: a sand cast aluminum, brazed aluminum tubular, and nylon composite. Life cycle inventory, life cycle cost and product/process performance analyses highlighted significant tradeoffs among alternative manifolds, with respect to system design requirements. The life cycle inventory indicated that the sand-cast aluminum manifold consumed the most life cycle energy (1798 MJ) compared to the tubular brazed aluminum (1131 MJ) and nylon composite (928 MJ) manifolds. The cast aluminum manifold generated the least life cycle solid waste of 218 kg per manifold, whereas the brazed aluminum tubular and nylon composite manifolds generated comparable quantities of 418 kg and 391 kg, respectively. Material production accounted for 70% of the total life cycle solid waste for the brazed tubular manifold, while auto shredder residue was responsible for half the total waste for the nylon composite design. The life cycle cost analysis estimated Ford manufacturing costs, customer gasoline costs, and end-of-life management costs. The nylon composite manifold had the highest estimated manufacturing costs but the least use phase gasoline costs. Significant end-of-life management revenues from aluminum recycling would accrue to Ford under automobile take back legislation. A total of 20 performance requirements were used to evaluate each design alternative.     

Deposition behavior of residual aluminum in drinking water distribution system: Effect of aluminum speciation

Finished drinking water usually contains some residual aluminum.The deposition of residual aluminum in distribution systems and potential release back to the drinking water could significantly influence the water quality at consumer taps.A preliminary analysis of aluminum content in cast iron pipe corrosion scales and loose deposits demonstrated that aluminum deposition on distribution pipe surfaces could be excessive for water treated by aluminum coagulants including polyaluminum chloride（PACl）.In this work,the deposition features of different aluminum species in PACl were investigated by simulated coil-pipe test,batch reactor test and quartz crystal microbalance with dissipation monitoring.The deposition amount of non-polymeric aluminum species was the least,and its deposition layer was soft and hydrated,which indicated the possible formation of amorphous Al（OH）₃.Al₁₃ had the highest deposition tendency,and the deposition layer was rigid and much less hydrated,which indicated that the deposited aluminum might possess regular structure and self-aggregation of Al₁₃could be the main deposition mechanism.While for Al₃₀,its deposition was relatively slower and deposited aluminum amount was relatively less compared with Al₁₃.However,the total deposited mass of Al₃₀ was much higher than that of Al₁₃,which was attributed to the deposition of particulate aluminum matters with much higher hydration state.Compared with stationary condition,stirring could significantly enhance the deposition process,while the effect of pH on deposition was relatively weak in the near neutral range of 6.7 to 8.7.     

微波消解逐时络合光度法快速测定聚合铝溶液中的总铝含量

聚合铝中的3种铝形态及其总铝含量的传统测定方法分别为Al-Ferron逐时络合光度法和EDTA络合滴定法．这2种方法各自存在着许多不足之处．将微波消解技术应用于逐时络合比色法以便快速测定聚合铝溶液中的总铝含量．研究表明：（1）Ferron混合显色液配制好后存放与否对测定结果的影响很大,用微波辐射处理Ferron混合显色液30s后即可使用,克服了传统光度法中必须存放5d的缺点;（2）微波消解极大地缩短了聚合铝与Ferron之间的解聚／络合反应时间,聚合铝显色溶液微波消解2min即可方便地定量测定铝盐水处理剂中的总铝含量,克服了传统络合滴定法的不足和烦琐．同时用改进的Al-Ferron逐时络合比色法验证了这种总铝测定方法的可行性．     

汽车铸造铝合金缸盖失效分析

目的某汽车公司的铸造铝合金缸盖在使用过程中发生开裂,需寻找缸盖发生失效的原因。方法通过应用环境扫描电镜观察缸盖断口形貌、金相显微镜观察断口金相组织、纤维硬度仪检测缸盖芯部硬度、化学成分分析和低倍针孔度测试方法,对铝合金缸盖的失效原因进行全面分析。结果铝合金缸盖样品化学成分和硬度满足技术要求,金相组织未发现异常,低倍针孔度控制良好。分型线凹槽过深造成应力集中较大,是缸盖失效的主要原因。结论建议在缸盖的生产过程中需进一步控制分型线凹槽深度,以避免失效。     

海37引信回转体座冷挤压工艺

回转体座是海37引信中的关键件,要求有一定的机械强度、耐磨性.研制期间,曾用压铸铝合金,由于铝合金压铸内部存在着气孔,表面粗糙.不能满足其机械性能的要求.针对这一现象,研制了回转体座冷挤压成形工艺,零件表面质量好,成本低,满足了产品的机械性能要求.     

确定电解铝厂卫生防护距离方法研究

针对GB/T 13201-91推荐的企业卫生防护距离计算公式未能体现电解铝厂厂房构造和平面布置的特点,导致计算结果与实际监测数据出入较大,给新建项目选址和现有企业的环境管理带来一些困难等问题.从电解铝厂无组织排放源的特征和推荐公式计算误差的问题入手,根据电解铝厂厂房的实际配置和结构,充分考虑诸多条件下卫生防护距离的计算,并比较了各种方法的计算结果,确定了更符合实际卫生防护距离的方法,从而在一定程度上解决了因GB/T 13201-91给定的公式计算结果偏大给电解铝厂的选址带来的困难.      

聚硅氯化铝混凝剂中Al(Ⅲ)水解聚合历程及铝硅作用特性研究

采用共聚与复合两种制备工艺，制备出了系列具有不同碱化度和不同Ａｌ／Ｓｉ摩尔比的聚硅氯化铝混凝剂，分析研究了ＰＡＳＣ中Ａｌ（Ⅲ）的水解－聚合历程以及聚硅酸与铝水解聚合产物的相互作用，探讨了ＰＡＳＣ溶液的酸解聚。     

水稻土团聚体Cu2+吸附过程中铝的溶出及土壤溶液pH变化

采用低能量超声波分散和冷冻机干燥法提取太湖地区水稻土(黄泥土)不同粒径团聚体颗粒,用平衡吸附法研究团聚体对重金属Cu2+吸附过程中铝的溶出及土壤溶液pH变化,以及不同pH的Cu2+溶液中铝的溶出量的变化.结果表明,团聚体对Cu2+的吸附过程,发生铝的溶出和土壤溶液pH下降,溶出量和pH下降幅度随Cu2+吸附量增加而增加,相同条件下铝溶出量和pH下降幅度大小顺序为:粗粉砂级>粉砂级>砂粒级>黏粒级,与氧化铁和有机质含量大小顺序相反.Cu2+溶液pH下降,铝的溶出量增加显著.氧化铁和有机质对Cu2+吸附过程铝的溶出和土壤溶液pH下降具有一定的抑制和缓冲作用.