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基于灰色理论的高强铝合金应力腐蚀开裂预测模型的建立与应用

刘建华 , 郝雪龙 , 李松梅 , 于美

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2011.03.014

采用3.5%NaC1溶液中预制裂纹的方法测试了2124高强铝合金的应力腐蚀裂纹扩展长度随时间的变化,获得了裂纹扩展速率随腐蚀时间的变换规律及应力腐蚀断裂韧性界限值,并对断口进行分析.根据裂纹扩展的基本规律,运用灰色理论GM(1,1)模型,依据2124铝合金应力腐蚀开裂裂纹扩展长度的原始数据进行了灰色预测,并对预测结果进行检验.结果表明:裂纹扩展速度随腐蚀时间的延长而逐渐降低,断口呈沿晶断裂,腐蚀产物堆积导致了裂纹的继续扩展,建立的应力腐蚀开裂裂纹预测模型GM(1,1)的MATLAB程序,与实测数据相比,误差较小,具有一定的实用价值.为减少实验时间、快速、科学评价材料的应力腐蚀开裂敏感性提供科学依据.

关键词: 高强铝合金 , 应力腐蚀开裂 , 应力腐蚀断裂韧性KISCC , 灰色理论

中性盐雾预腐蚀对AF1410高强钢疲劳寿命的影响

郝雪龙 , 刘建华 , 李松梅 , 于美 , 王宗武

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2010.1.013

采用失重法和XRD法研究了AF1410钢在中性盐雾环境中的耐蚀性能,并对中性盐雾预腐蚀不同时间后的试样进行疲劳性能测试,研究了不同预腐蚀时间对材料疲劳寿命的影响.结果表明:AF1410钢发生了严重的全面腐蚀,腐蚀产物主要由FeO(OH)和Fe_3O_4组成,并得到其腐蚀失重曲线;疲劳断口形貌分析表明,随预腐蚀时间的延长,腐蚀损伤程度增加,在疲劳加载过程中易形成较多的疲劳裂纹扩展源而导致疲劳断裂失效;最终获得中性盐雾预腐蚀AF1410钢结构疲劳寿命特性以及预腐蚀对疲劳寿命的影响系数C(t)曲线.

关键词: 中性盐雾 , 预腐蚀 , 疲劳寿命 , C(t)曲线

新型含钪Al-Mg-Cu合金的抗应力腐蚀开裂特性

刘建华 , 郝雪龙 , 李松梅 , 于美

中国有色金属学报

对3.5%NaCl溶液中新型含钪Al-Mg-Cu合金的应力腐蚀开裂宏观性能进行测试,并对裂纹尖端的成分与微观形貌进行分析.根据线弹性断裂力学理论,预制疲劳裂纹试样裂纹尖端处于平面应变状态,得到裂纹匀速扩展时的扩展速率、裂纹尖端应力强度因子以及应力腐蚀开裂强度因子的门槛值.扫描电镜及EDS分析表明:应力腐蚀开裂主要是沿晶扩展,预制裂纹与腐蚀介质中的溶解氧生成Al2O3,产生楔入力促使裂纹扩展;裂纹尖端基体主要发生阳极溶解反应,腐蚀产物以氯化铝为主.

关键词: 含钪铝合金 , 应力腐蚀开裂 , 强度因子

预腐蚀对AF1410钢疲劳寿命影响规律的研究

郝雪龙 , 张东晖 , 刘建华 , 孙泽明

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2013.5.013

采用中性盐雾对AF1410超高强度钢进行不同时间的预腐蚀,并对预腐蚀后的试样进行不同载荷下疲劳试验,对预腐蚀疲劳寿命进行研究.得到了该材料的预腐蚀疲劳寿命S-N曲线,提出了预腐蚀对AF1410钢疲劳寿命影响系数C曲线,并对其进行曲线拟合;对预腐蚀不同时间T、不同疲劳加载S下的预腐蚀疲劳寿命数据进行全面分析,得到了预腐蚀时间和疲劳加载对材料寿命的影响系数C-T-S曲面,最终建立预腐蚀损伤对疲劳寿命影响的拟合公式,研究了预腐蚀对AF1410钢疲劳寿命影响的动力学规律.

关键词: 预腐蚀 , S-N曲线 , C曲线 , C-T-S曲面

表面状态对2A12铝合金发黑氧化膜层的热循环性能影响

崔庆新 , 郝雪龙 , 文陈 , 白晶莹 , 张立功

材料热处理学报

为了探讨前处理对2A12铝合金发黑阳极氧化及其空间服役性能的影响,通过不同机加粗糙和表面活化等前处理对发黑阳极氧化形貌和热循环性能的影响进行了研究,并采用扫描电镜等对前处理、氧化和热循环后的形貌进行了分析.结果表明:随着表面粗糙度的增加,铝合金发黑膜层热循环性能变差,裂纹密度和宽度增加;而通过浸泡和溅射处理,由于表面微区域腐蚀,导致生成的氧化膜层与基体之间结合力下降,从而引起在热循环过程中表面膜层的脱落,并结合微观形貌以及能谱测试结果探讨了不同表面粗糙度和活化对膜层的影响机理.

关键词: 表面粗糙度 , 2A12 , 发黑阳极化 , 热循环

取向对含钪2124铝合金抗应力腐蚀开裂行为的影响

郝雪龙 , 孙泽明 , 刘建华

中国有色金属学报

采用光学显微镜和扫描电镜等研究新型含钪2124铝合金两种不同取向试样在3.5%NaCl(质量分数)溶液中的应力腐蚀开裂行为,并对裂纹尖端形貌和腐蚀形貌进行分析。结果表明:该铝合金在应力腐蚀时首先发生阳极溶解,裂纹尖端晶界处大量聚集的腐蚀产物产生的楔入力和外加应力的共同作用促使预制裂纹在腐蚀介质中进一步沿晶界向纵深方向扩展;两种取向试样在全浸腐蚀时均发生明显的晶间腐蚀,容易发生应力腐蚀开裂;得到了不同取向试样的应力腐蚀裂纹扩展规律及应力腐蚀强度因子门槛值,并探讨取向对应力腐蚀开裂行为的影响。

关键词: 含钪2124铝合金 , 取样方向 , 楔入力 , 应力腐蚀开裂

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