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7B04铝合金应力腐蚀研究

刘远勇  
【摘要】:铝合金是航空工业中重要的结构材料。随着技术的进步,现代航空工业需要高强度,高硬度,高耐蚀性的新型铝合金,以满足新型飞机对结构材料的要求。 应力腐蚀开裂(简称S.C.C)是由腐蚀环境和拉应力的同时作用下而引起金属结构的承载性能明显下降,从而导致金属结构的破坏。研究表明,铝合金在工作介质中具有较高的应力腐蚀敏感性。 应力腐蚀会使铝合金突然失效,导致飞机发生灾难性事故,因此,铝合金抗应力腐蚀性是衡量铝合金综合性能的重要指标之一 利用慢应变速率拉伸应力腐蚀实验方法研究7B04铝合金的应力腐蚀开裂敏感性。研究温度、腐蚀介质、电化学极化对应力腐蚀敏感性的影响,结果表明随温度的升高7B04铝合金的应力腐蚀开裂敏感性增强;溶液的腐蚀性越强,7B04铝合金的应力腐蚀开裂敏感性越大;无论是阳极极化还是阴极极化都会增加7B04铝合金的应力腐蚀开裂敏感性。 T7451、T7351状态的7B04铝合金在满足规定应力寿命要求条件下,抗应力腐蚀性能较好,明显优于峰值时效的T651状态。T651和T7451状态的7B04铝合金的临界应力分别为120MPa和300MPa,而T7351状态抗应力腐蚀的性能更是达到了相当高的水平,无应力腐蚀倾向。 不同状态、不同规格的7B04铝合金材料的应力腐蚀断口均表现为沿晶断裂特征,部分有二次裂纹。 对比俄料应力腐蚀数据和俄罗斯手册数据,西南铝业生产的7B04铝合金性能均超过了俄罗斯标准要求。 采用断裂力学方法获得的应力腐蚀临界应力强度因子KISCC及裂纹在腐蚀介质中的扩展速率da/dt等参量,可直接应用于构件的选材和设计中。试验表明7B04铝合金T651状态下的应力腐蚀敏感性较高。过时效状态T74和T73处理使这一允许的最大临界尺寸增大,相对T6状态在有应力和腐蚀环境条件下同时突破各自的缺陷最大临界尺寸而引起裂纹扩展时,零件产生破坏的周期延长。这样保证了结构件在有应力(构件装配应力和自身的残余应力等)和腐蚀环境共同作用下使用寿命提高。


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