AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头腐蚀疲劳裂纹扩展行为

作者：芦丽莉; 李婷; 朱忠尹

来源：焊接, 2021, (05): 29-65.

• AZ31镁合金
• 搅拌摩擦焊
• 腐蚀疲劳
• 阳极溶解
• 氢脆

文中研究了AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头的腐蚀疲劳裂纹扩展行为。结果表明,在1%NaCl溶液(质量分数)中,AZ31镁合金接头各区域的腐蚀疲劳裂纹扩展门槛值和强度均低于在空气环境中的结果,但裂纹扩展速度较高。在空气环境下,在裂纹扩展起始阶段,母材区域门槛值最低,裂纹最容易扩展,而在裂纹稳定扩展区域,焊核区域的裂纹扩展速率最快,为da/dN=7.80×10-6(ΔK)2.78,前进侧热力影响区的裂纹扩展速率最慢,为da/dN=1.94×10-5(ΔK)1.73。在腐蚀疲劳环境下,母材区域的门槛值最小,最容易发生扩展行为,进入稳定扩展阶段时,后退侧热力影响区扩展最快,为da/dN=3.12×10-4(ΔK)1.71,焊核区域扩展最慢,为da/dN=2.78×10-4(ΔK)1.50。AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头各区域的腐蚀疲劳裂纹扩展机理主要是裂纹尖端的阳极溶解和氢脆机理。裂纹扩展路径曲折复杂,裂纹中部发现裂纹"闭环"和分叉形貌,裂纹尾部细小,出现裂纹"跳跃"情况,裂纹尖端附近的施密特因子分布不均匀,裂纹尖端附近的组织整体呈现较软的取向,裂纹总是沿着易于滑移的软取向组织扩展。

• 单位
  中国核动力研究设计院; 西南交通大学