酸性盐雾对航空材料及结构件腐蚀影响研究.pdf

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1、环境与可靠性适S酸性盐雾对航空材料及结构件腐蚀影响研究张令波1程丛高2(1．海军装备部飞机办公室，J15京100071：2．中航工业综合技术研究所，北京100028)[摘要】以典型航空材料及结构件为研究对象，通过中性盐雾和酸性盐雾试验暴露，研究两种盐雾环境下典型航空材料及结构件的腐蚀行为特点、规律，通过宏观腐蚀形貌观察和微观腐蚀形貌观察等手段，分析了舰载平台酸性盐雾环境对典型航空材料及结构件腐蚀破坏的特殊性，为提出航空材料及结构件抗舰载平台酸盐雾环境的验证手段和试验方法提供数据输入和技术支持。【关键词】舰载机；材料；结构件；酸性盐雾；腐

2、蚀【中图分类号】V216．5【文献标识码】c【文章编号】1003—6660(2015)05-0043加5【DOI编码】lO．13237／j．cnki．asq．2015．05．011除了在热带海域经受的海洋气氛、海水及持续的干／湿交替循环的侵蚀，对于舰载机来讲，经受的更为特殊的腐蚀性环境是酸性盐雾。航母动力装置排放的燃烧废气以及舰载飞机起飞、降落排放的尾气与高盐雾海洋大气形成局部富集SO：、NO：等污染物质的酸性盐雾气氛。美国海军研究中心已经证实停放在飞行甲板上的飞机表面聚积的湿气中含有sO。}并具有较低的pH值(约为2．4～4．0)，同

3、时采用盐雾和通SO，气体交替循环的试验方法验证了舰载机上材料和电子元器件与实际环境下舰载试样具有同样的腐蚀行为，揭示了湿度大、盐份含量高、含硫量多的腐蚀性环境对舰载机结构和机载设备带来的严重危害【1卫J。目前，我国海军航空装备研制中，仍然主要沿用陆基飞机的相关要求和试验验证方法，虽然最新的GJBl50．11A．2009《军用装备实验室环境试验方法第1l部分盐雾试验》的中性环境并没有考虑到舰载平台环境的严酷性和特殊性，但我军目前仍然选用该标准作为评价舰载航空装备抵抗盐雾环境能力的试验方法。适用于舰载平台酸性环境盐雾试验技术基础的欠缺，主要

4、是由于我国海军对酸性盐雾环境效应认识不足，同时对航空材料和结构件等基础产品在酸性盐雾环境下的腐蚀行为和腐蚀机理不明导致的。本文以在陆基和舰载飞机上应用最为广泛的航空铝合金阳极氧化试验件、合金钢电镀镉钝化和电[收稿日期]2015—07—23镀锌钝化试验件为研究对象，通过中性盐雾和酸性盐雾试验，利用宏观腐蚀形貌观察、微观腐蚀形貌观察等手段，对比中性盐雾环境，研究并探索中性和酸性盐雾环境对典型航空材料及结构件腐蚀破坏的机理、规律和差异，为提出航空材料及结构件抗舰载平台酸盐雾环境的验证手段和试验方法提供数据输入和技术支持。1研究方法1．1研究对

5、象本项目研究选取了在陆基和舰载飞机上应用最为广泛的航空铝合金阳极氧化试验件以及合金钢电镀镉钝化和电镀锌钝化试验件。其中阳极氧化工艺按照HB／Z233．1993《铝及铝合金硫酸阳极氧化工艺》在铝合金表面制备阳极氧化膜，阳极氧化膜的封闭采用重铬酸盐封闭，硫酸阳极氧化膜的厚度为8um～10tlm：电镀镉和电镀锌工艺按照HB／Z5068．1992《电镀Zn、电镀Cd工艺》在30CrMnSiA表面制备Zn、Cd镀层，并采用高铬彩色钝化对镀层进行处理。试验样件说明见表l。1．2试验方法中性盐雾试验参照GJB150．11A一2009《军用装备实验室环

6、境试验方法第1l部分：盐雾试验》进行，试验条件为：盐溶液：NaCl的蒸馏水或去离子水溶液，质量百分含量为(5±1)％；丝丝互围d△航空标准化与质量2015年第5期表1试验样件说明序号种类试件材料工艺及规格1LYl0铝合金阳极化航空铝合金阳HB8065．5×20铆钉极氧化试验件LYl2．CS铝合金阳极化2HB6508．6螺母3合金钢电镀镉30CrMnSiA镀镉彩虹纹钝化钝化和电镀锌试片(妒5×2mm)30CrMnSiA镀锌彩虹纹钝化4钝化试验件试片(妒5×2mm)pH值：6．5～7．2；温度：35℃±2℃；盐雾沉降率：(1．0～3．0)m

7、l／(80cm2．h)；试验时间：384h(连续喷雾24h，干燥24h为l循环，共8循环)。酸性盐雾试验在GJB150．11A一2009《军用装备实验室环境试验方法第11部分：盐雾试验》的基础上，加入了为模拟停放在飞行甲板上飞机表面液膜酸度的亚硫酸，试验条件为：盐溶液：NaCI的蒸馏水或去离子水溶液，质量百分含量为(5±1)％，1L盐溶液加入2ml亚硫酸(含6．4％S02)；pH值：3．0～3．5；温度：35℃±2℃；盐雾沉降率：(1．0～3．O)ml／(80cm2．h)；试验时间：384h(连续喷雾24h，干燥24h为l循环，共8循环

8、)。外观形貌：采用目测对试片和结构件表面进行外观检查。微观形貌分析：利用LEICADM4000M光学金相显微镜和Quanta400型扫描电子显微镜(SEM)观察表面和截面微观形貌。2实验结果2．1航空铝合金