模拟海洋大气环境下7B04铝合金板–TC16钛合金铆钉搭接件电偶腐蚀研究

作者：杨翔宁; 樊伟杰; 张勇; 宋宇航; 管宇; 张泰峰; 杨文飞

来源：表面技术, 2022, 51(05): 223-233.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2022.05.023

• 铝合金
• 钛合金
• 电偶腐蚀
• 仿真
• 极化曲线
• XRD
• 疲劳

目的 加强对7B04铝合金和TC16钛合金之间电偶腐蚀规律的认识，为特定海洋大气环境下服役的飞机在腐蚀防护方面提供指导。方法 在模拟海洋大气环境下，对用钛合金铆钉铆接的7B04铝–7B04铝搭接件和极化试件进行10周期加速腐蚀试验，通过PARSTAT4000电化学工作站测量2种合金加速腐蚀0、10周期后的极化曲线，并以测得的电化学参数为边界条件，利用COMSOL对搭接件进行数值模拟仿真，从而与试验结果进行对比分析；通过疲劳试验得到搭接件加速腐蚀4、6、8、10周期后的疲劳寿命；利用光学显微镜观察腐蚀微观形貌并进行疲劳断口附近的腐蚀坑深度测量；借助X射线衍射仪分析铝合金的腐蚀产物成分。结果 在加速腐蚀0周期和10周期后，铝合金的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度分别为-802mV和-872mV,2.357×10-7 A/cm2和1.477×10-6 A/cm2，钛合金则分别为-313mV和-274mV,1.638×10-8 A/cm2和4.144×10-8 A/cm2。疲劳断口位置和腐蚀最严重区域与数值模拟仿真电位差最大位置一致，随着腐蚀周期的延长，腐蚀越来越严重，腐蚀坑深度逐渐增大。结论 2种合金之间发生电偶腐蚀，7B04铝合金作为阳极发生腐蚀，并随着腐蚀周期的延长自腐蚀电位负移，腐蚀速率增大；TC16钛合金作为阴极，随着腐蚀周期的延长自腐蚀电位正移；XRD图谱显示铝合金腐蚀产物的成分主要为Al(OH)3、Al2O3；数值模拟仿真的结果与试验结果一致；飞机新结构设计和旧结构维护要重点关注铆钉周围，避免疲劳失效。

• 单位
  中国航空工业集团有限公司; 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所