局部拉弯应力对民机蒙皮2024-T3铝合金剥蚀行为的影响

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1、航空学报ActaAeronaulicaetAstronauticaSinicaMay252012Vol。33No。5956．964ISSN1000—6893CN11-1929／Vhttp：／／'hkxb．buaa．edu．cnhkxb@buaa．edu．011文章编号：1000—6893(2012)05—0956-09局部拉弯应力对民机蒙皮2024一T3铝合金剥蚀行为的影响纪朝辉+，张璋，苏景新，王志平中国民航大学天津市民用航空适航与维修重点实验室，天津300300摘要；根据弯梁法自制简易加载装置，结合电化学阻抗谱(EIS)测试

2、方法，研究了民机蒙皮2024一T3铝合金在局部拉弯应力作用下浸抱于剥落腐蚀(EXCO)溶液中的剥蚀行为。结果表明，合金在发生剥蚀时，EIS中将出现2个时间常数。2024一T3铝合金加载试样的EIS在12h时出现2个时间常数，而未加载试样的EIS在12～24h之间才出现2个时间常数．且通过对比剥蚀过程中2种试样EIS的拟合数据。说明局部拉弯应力对2024一T3铝合金剥蚀的发生及发展具有促进作用。关键词：2024一T3铝合金；弯梁法；电化学阻抗谱(EIS)IEXCO溶液；剥蚀中围分类号：V250．2；TGl74．3文献标识码：A2x

3、xx系硬铝合金是航空制造业中生产民机机身蒙皮用量最大的材料⋯。铝合金本身具有很好的耐腐蚀性能，但民机在服役过程中，机身内部某些区域往往会产生积水，且积水中通常会溶解一些腐蚀性较强的离子，如CI一、S0；一等，蒙皮受积本的长期浸泡，会造成表面漆层老化、脱落，使铝合金基体直接与腐蚀介质接触而发生腐蚀[z-3]。剥蚀是2xxx系铝合金蒙皮较常发生的一种严重腐蚀形式，它会导致材料厚度减薄、力学性能恶化，因此对民机结构安全危害较大。传统测试铝合金剥蚀性能的剥落腐蚀(Exfo—liationCorrosion，EXCO)溶液法H1由于采取目

4、测方式，评价效果比较片面，所以国内外许多学者提出了一些定量研究铝合金剥蚀行为的方法口吖】。电化学阻抗谱(ElectrochemicalImpedanceSpec-troscopy，EIS)是一种能够较为全面地反映腐蚀动力学过程及电极反应表面状态的测试方法，并在铝合金腐蚀研究中受到广泛应用邙。1“。Conde和deDamborenea[843采用EIS方法研究了铝合金的剥蚀行为，结果表明，铝合金剥蚀发生后，其EIS由高频和中低频段2个容抗弧组成，因此可以应用铝合金在腐蚀介质中电化学阻抗谱上出现2个容抗弧的时间来判断铝合金的剥蚀敏感

5、性。Conde和deDamborenea的这一结论成为目前用EIS研究铝合金剥蚀过程的基础。民机蒙皮结构本身受载情况复杂．当铝合金蒙皮发生剥蚀时，剥蚀区域难免会处于受载状态，因此有必要对受载情况下铝合金的剥蚀行为进行研究。弯梁法[12]是评价金属和合金应力腐蚀敏感性的方法，因其装置形式简单、操作方便，所以特别适合于板材、带材在受载情况下腐蚀行为的研究。在参考弯梁法中恒应变三点加载方式的基收稿日期：2011．08·22；退修日期：2011-09-04；录用日期：2011·10—14；罔络出版时同：2012-02·0109：41网络

6、出版地址：wwwcnki．net／kcms／delail／11．1929V．201202010941．003．htmlOOI：CNKI：1I-1929／V201202010941003基金项目：中国民用航空局科技项目(MHRD201015)*通讯作者．Tel．{020-24092074E-mail：zhji@cauc．edu．cn孽{甩咎武lJlZH-ZhangZ．SuJx．eta／Impactoflocaltensi／eandbendingstressonexfoliationcorrosionbehaviorofalumin

7、umalloy2024·T3forcivilaircraftskin．ActaAeronauftcaetAstronaut／caSinica，2012．33(5)；956-964．纪翱挥．张璋．荔量薪，荨．局部拉弯应力对民枧襞皮2024-7"3铝台金羁蚀行为的影嘀．航空学报．2012．33(5)i956-964．纪朝辉等：局部拉弯应力对民机蒙皮2024一T3铝合金剥蚀行为的影响础上，通过自制简易加载装置，并结合EIS测试，研究了民机蒙皮2024一T3铝合金受局部拉弯应力作用下在EXCO溶液中的剥蚀过程。1实验1．1试样实验材料为

8、国内某飞机维修单位提供的2024-T3包铝板材，厚度为2mm，合金元素组成如表1所示。试样为沿板材轧制方向剪切成的矩形片状，如图1所示：加载试样尺寸为100mmX30mm，未加载试样尺寸为20mmX30mm。为保证2种试样的腐蚀区域面积一致，将加载试样中部留出2