AF1410钢母材及电子束焊接接头预腐蚀疲劳对比研究

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1、学术论文RESEARCHAFl410钢母材及电子束焊接接头预腐蚀疲劳对比研究ComparativeStudyonPre—CorrosionFatigueofBaseMaterialandElectronBeamJointforAFl410Steel中航工业北京航空制造工程研究所高能束流加工技术重点实验室韩鹏毛智勇王西昌唐振云【摘要】通过对20mm厚AFl410钢母材及电子柬焊接接头试样进行中性盐雾腐蚀后进行疲劳试验，得出AFl410钢母材及电子束焊接接头疲劳分散性较小，在高应力(800MPa)以上

2、，母材及焊接接头的疲劳寿命相近，在低应力(676MPa)下，焊接接头的疲劳寿命能达到母材的70％。通过典型试样的断口可以看出母材与焊接接头断裂具有相似的形貌特征，主要以韧性断裂为主，疲劳扩展源区多发生在预腐蚀造成的蚀坑处，有多个疲劳裂纹扩展源，从扩展源向各个方向有明显的射线图案，可以很清楚地看见大量微坑覆盖断面。关键词：AFl410钢电子束焊接预腐蚀【ABSTRACT】Inthispaper,fatiguetestof20mmthicknessspecimensfromAFI410basemate

3、rialsanditselectronbeamweldingjointareconductedafterneutralsaltspraycorrosion．Itisshownthatthefatiguedisper—sionofAFl410baseandEBWjointaresmall．Thefatiguelifeofthetwospecimensareclosetoeachotherunderhighstresscircumstance(800MPa)，whilefatigue．1ifeofEB

4、Wjointis70％ofthatofbasematerialunderlowstresscircumstance(676MPa)．Themorphologyoftypicalfatigueprofilesisobserved．Itcanbeconcludedthatmostofthefractureareductile—dominated，withthefatigueextensionsourceregionmainlyoccurredinthepre·corrosionpits．Alsothe

5、reisobviousraypattemineachdirectionfromtheextensionsource，andtherearelargenumbersofmicro-pitcoveringsection．Keywords：AFl410steelElectronbeamweldingPre．corrosion实际工程结构、工业设备以及各类承载构件都在一定的环境中服役、大多数使用环境均不同于实验室环境，都存在不同程度的腐蚀性。构件所产生的疲劳破坏大多与服役的环境相关，疲劳破坏前的服役时间随

6、着环境介质腐蚀性的增强而缩短，即腐蚀加速疲劳破坏⋯。这时，疲劳破坏在循环应力和腐蚀环境协同作用下发生，即产生了腐蚀疲劳。腐蚀疲劳是结构件，既受循环应力的作用，又受腐蚀环境的侵蚀，是在两者协同作用88航牵制造技术·2013年第10期下的一种更为严重的腐蚀一机械破坏形式，是工程实践中的各种承受循环载荷的结构所面临的严重问题。诸如飞机结构，常因受循环载荷与腐蚀环境的复合作用发生疲劳破坏，造成灾难性的事故口]。因此，腐蚀疲劳已成为工程实践中的一个十分重要的问题。AFl410钢是美国20世纪70年代中期研制

7、成功的一种超高强度钢，是一种抗应力腐蚀和焊接性能较好的新型航空材料。主要靠低碳马氏体和碳化物的二次硬化达到高强度、高韧性。抗拉强度可达1600MPa。同时具有优良的加工性能，是极具应用潜力的高性能结构材料[3】。电子束焊接fElectronBeamWelding，EBW)技术以其高能量密度、高熔透性、焊接变形区小和易于控制等优点在航空领域得到广泛应用[4-51。据相关文献报道，AFl410钢可采用氩弧焊和电子束焊进行焊接。在早期曾对AFl410钢进行过氩弧焊工艺研究，研究结果表明，AFl410钢的

8、焊接性能良好。在AFl410钢的电子束焊接技术研究方面，目前国内还较少。本文针对20mm厚度AFl410钢试板，进行了电子束焊接工艺研究，并对母材及电子束焊接接头的腐蚀疲劳性能进行对比分析研究，为后续工程化应用提供参考数据。1试验方法1．1试验材料本文采用的AFl410钢化学成分如表1所示。表1AFl410钢的化学成分(质量分数)％1．2中性盐雾腐蚀试验试验用腐蚀盐水的配置：氯化钠含量为5±1％的盐溶液。每次配置的盐溶液，温度在35℃左右，PH值为6．5～7．2。试验槽温度控制在3