不同厚度铝合金试样的应力腐蚀开裂特性研究

稀有金属, 2014, 38(4): 581-588. doi: 10.13373/j.cnki.cjrm.2014.04.007

不同厚度铝合金试样的应力腐蚀开裂特性研究

杨青 ^1, , 朱立群 ^2, , 李卫平 ^3, , 刘慧丛 ^4, , 陈勃 ^5, , 叶序彬 ^6,

1.北京航空航天大学材料科学与工程学院,空天材料与服役教育部重点实验室,北京100191

2.北京航空航天大学材料科学与工程学院,空天材料与服役教育部重点实验室,北京100191

3.北京航空航天大学材料科学与工程学院,空天材料与服役教育部重点实验室,北京100191

4.北京航空航天大学材料科学与工程学院,空天材料与服役教育部重点实验室,北京100191

5.中国航空工业集团公司北京航空材料研究院,北京100095

6.中国航空工业集团公司北京航空材料研究院,北京100095

基金项目: 国家自然科学基金项目(51101010)资助

关键词：双悬臂梁(DCB)试样 , 应力腐蚀开裂 , 门槛值KISCC , 2024铝合金

Stress Corrosion Cracking Characteristics of Aluminum Alloy Specimens with Different Thicknesses

Keywords： double cantilever beam (DCB) , stress corrosion cracking , threshold value KISCC , 2024 aluminum alloys

鉴于试样厚度对2024-T351铝合金材料的应力腐蚀开裂门槛值KISCC的影响及实际工程应用中厚壁构件的应力腐蚀敏感性评价等问题,选取能够代表实际工程应用中构件壁厚的40 mm厚双悬臂梁(DCB)试样和标准(GB 15970.6-2007)中规定的26 mm厚DCB试样,进行了应力腐蚀断裂特性研究.结果表明,40mm厚试样得到的材料的应力腐蚀开裂门槛值KISCC值大于26mm厚试样得到的KISCC.对S-L取向试样,40mm厚和26 mm厚试样的应力腐蚀开裂门槛值KISCC差别不大,差异在4％左右;对S-T取向试样,40mm厚和26 mm厚试样的KISCC值差别明显,差异在24％左右.在DCB试样应力腐蚀断口表面发现有纤维状的腐蚀产物生成,经过能谱仪(EDS)及X射线衍射(XRD)分析,纤维状的腐蚀产物是氢氧化铝.纤维状腐蚀产物的生成降低了DCB试样裂纹尖端腐蚀产物的积累,从而减轻了腐蚀产物楔形作用对应力腐蚀开裂门槛值KISCC的影响,提高了材料抗应力腐蚀的能力.并且40mm厚DCB试样应力腐蚀断口表面的纤维状腐蚀产物明显多于26 mm DCB试样,这也是40mm厚试样的应力腐蚀开裂门槛值大于26 mm试样的一个原因.在应力腐蚀开裂过程中,由于DCB试样裂纹尖端发生阳极反应,与主体溶液形成小阳极大阴极体系,使试样裂纹尖端呈酸性,而主体溶液呈碱性.40 mm厚试样的裂纹尖端pH约3.0,26 mm厚试样的裂纹尖端pH约3.6,厚板试样裂纹尖端处溶液酸化更严重.

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