2A12铝合金动态腐蚀-疲劳耦合失效机理研究

作者：魏小琴; 李晗; 蒲亚博; 赵朋飞; 王辉; 朱蕾

来源：表面技术, 2021, 50(08): 359-365.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2021.08.035

• 铝合金
• 腐蚀
• 疲劳
• 疲劳断裂
• 失效机理

目的针对某飞机吊挂结构用2A12铝合金开展预腐蚀后的动态腐蚀-疲劳耦合试验,很快发生断裂行为,寻找失效原因并提出解决措施。方法利用自制的卧式动态腐蚀-疲劳试验装置,开展2A12铝合金预腐蚀后的腐蚀-疲劳协同试验直至样品断裂。同时,对比开展2A12铝合金腐蚀与疲劳交替试验,分析断口腐蚀形貌、元素含量、价态变化,获得2A12铝合金在两种试验方法下的腐蚀疲劳机理。结果 2A12铝合金主要由铝基体以及弥散分布其中的多种合金强化相组成。当有预裂纹时,2A12铝合金在腐蚀与疲劳交替作用下,很快发生疲劳断裂,且裂纹几乎贯穿整个断面,在整个裂纹附近存在较多的腐蚀产物Al2O3。2A12铝合金在预腐蚀后,基体与其表面的氧化膜之间形成腐蚀电池,初期的点蚀孔快速发展成明显腐蚀坑并产生大量腐蚀产物Al2O3,腐蚀坑底部由于应力集中现象而成为裂纹源,在动态腐蚀-疲劳耦合作用下快速萌生裂纹并呈放射状扩展,很快发生疲劳断裂行为,同时裂纹扩展区无腐蚀产物。结论 2A12铝合金用作飞机吊挂结构件时,必须进行表面防腐处理,避免形成腐蚀坑,减缓吊挂结构发生腐蚀-疲劳断裂进程。

• 单位
  中北大学; 中国航天科工集团公司; 西南技术工程研究所; 机电工程学院