姿控发动机内舱壳体腐蚀机理分析

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1、设计‘工艺2017年4月第2期姿控发动机内舱壳体腐蚀机理分析周绪绪刘宝峰雷欢平戚小薇刘静(西安长峰机电研究所，西安710065)摘要：采用宏观形貌观察、化学成分分析、金相组织观察、扫描电子显微镜等方法对秦岭山区姿控发动机内舱壳体腐蚀进行了分析。结果表明：发动机内舱壳体的腐蚀是由于电化学腐蚀造成的，并且与秦岭山区特殊的外界环境有关，提出了相应的改进建议。关键词：内舱壳体；2A12铝合金；电化学腐蚀、点蚀AnalysisofCorrosionMechanismofCabininAttimdeControlEngineZhouXuxuLiuBaofengLeiHuanpingQiXi

2、aoweiLiuJing(xi’anChangfengElec仃omechanicalResearchInstitute，xi’an710065)Abstract：BymeansofmacroscopicobserVation，chemicalcompositionanalysis，microstmctureobserVationandscanningelectronmicroscopy，thecormsioncausesoftheinnerchanlberoftheattitudecontrolengineinQinlingMountainsmountainareawerea

3、nalyzed．Theresultsshowthatthecorrosionoftheinnerchamberoftheengineiscausedbyelectrochemicalco玎osion，andisrelatedtothespecialenVironmentofQinlingMountainsmountainarea．Keywords：innershell；2A12aluminumalloy；elec仃ochemicalcorrosion1引言铝合金具有密度小、重量轻、比强度高、电导与热导性好等一系列优点，广泛应用于航空航天、能源、电子、交通等领域⋯。2A12铝合金

4、主要合金元素为铜与镁，耐蚀性差，若要置于容易腐蚀的场合，须另外做防护处理【2’3J。本批2A12铝合金锻件采用牛皮纸包装，存放时间1年左右，牛皮纸表面潮湿严重，部分产品出现缺陷，经低倍检测，其中6件锻件表面存在大面积缺陷。此锻件加工的零件为发动机关键结构件，类似事件从未发生过，故对此故障进行分析研究，以避免此类故障的再次发生有重要的意义。本文对姿控发动机内舱壳体腐蚀的铝合金进行了宏观形貌观察、化学成分分析、金相组织、扫描电镜分析。分析了姿控发动机内舱壳体在秦岭山区腐蚀的机理及改进措施。2实验方法采用机械方法，沿截面将缺陷最严重的部位切割，进行宏观检测。按照标准GB／T3246．

5、2—2012进行低倍组织检查；按照GB／T3190—2008进行化学成分检查；按照GB／T3246．1—2012进行高倍显微组织检查，在扫描电镜下观察缺陷断面，并对缺陷最严重的部位进行能谱分析。3实验结果，3．1宏观形貌姿控发动机内舱壳体材料为2A12，合金状态代号为T4，内舱壳体采用牛皮纸简易包装，但内舱壳体有大面积腐蚀，缺陷存在于内外表面，最深处约为1．54mm，截取部分缺陷进行检测，如图1a、1b所示。化理甸方究研专程工制控及型成料材币程工}％6n1绪加绪"周加介期简。日储撕蝙撕设计．工艺航天制造技术一一d匀表西h。、I而图1内外表面宏观形貌3．2低倍组织分析依据GB／T

6、3246．2—2012《变形铝及铝合金制品组织检验方法》第2部分低倍组织检验方法对内舱进行低倍检测，内舱壳体内外表面低倍腐蚀照片为侵蚀后(侵蚀剂为氢氧化钠溶液)得到的低倍腐蚀照片，可见清晰晶粒存在，且内舱外表面及内侧面存在大面积缺陷，如图2a、2b所示。a内表面b外表面图2内外表面低倍形貌3．3化学成分分析从内舱壳体取样，采用直读光谱仪对其进行成分分析，依据GB／T3190—2008《变形铝及铝合金化学成分》技术要求，检测结果如表1所示。表1内舱壳体2A12铝合金化学成分元素l元素CuMnMgSiFeNiZnTil实测3．94O．521．44O．07O．460．0040．040

7、．02l技术要求3．8～4．9O．30～O．91．2～1．8O．500．50O．10O_30O．153．4金相分析按照GB／T3246．1—2012对内舱壳体内外表面进行显微组织检验，均无过烧，如图3a、3b所示。、1#‘、l、I_、j‘，图3内外表面显微组织3．5扫描电镜分析采用电子扫描显微镜对缺陷进行观察和能谱分析，可见表面缺陷有白色、绿色及黄色覆盖物，成泥块状；分析缺陷微观形貌，存在腐蚀坑点。结合图4、表2显示Cu、S、Cl含量较高；图5、表3显示Al、Cu含量相对含量高，含有少量的C