2024铝合金搅拌摩擦焊接头晶间腐蚀和剥落腐蚀性能研究-论文.pdf

《2024铝合金搅拌摩擦焊接头晶间腐蚀和剥落腐蚀性能研究-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2014年第1期结构强度研究532024铝合金搅拌摩擦焊接头晶问腐蚀和剥落腐蚀性能研究张亚娟刘海燕王红斌(中航工业飞机强度研究所三十一室，西安)摘要：通过晶间腐蚀和剥层腐蚀试验，借助扫描显微镜(SEM)的微观形貌分析和腐蚀坑检测技术，研究了2024铝合金搅拌摩擦焊接头的晶问腐蚀和剥落腐蚀行为。结果表明，搅拌摩擦焊对铝合金的晶间腐蚀和剥蚀性能影响较小，搅拌摩擦焊接头对剥落腐蚀浸泡温度及其敏感。根据试验测得晶间腐蚀坑的最大深度，确定了该焊接件各个区域的腐蚀等级。关键词：搅拌摩擦焊；晶间腐蚀；微观形貌；腐蚀坑深度；剥落腐蚀主要研究了飞机整体壁板新材

2、料2024铝合金母引言材及搅拌摩擦焊接头的晶间腐蚀及剥落腐蚀行为，考察搅拌摩擦焊对铝合金晶间腐蚀和剥落腐搅拌摩擦焊作为一种高潜能的新型连接技术蚀性能的影响，探讨其腐蚀机理，为飞机整体壁板在飞机机身结构中的运用日益广泛_1]，它是飞机结构的防腐蚀设计提供参考。机身壁板整体化的主要连接方式之一。它跟传统的焊接、铆接连接相比具有许多明显的优点：(1)2试样及试验方法采用搅拌摩擦焊，可用对接焊制造出带加强筋的外板，减少了焊接变形，避免了角焊带来的缺陷，2．1试样并使焊缝大大减少；(2)与铆接、螺接连接相比，试样尺寸为50mmX25minx1．6ram

3、。试验可大大减轻构件的重量；(3)使构件的整体性好，材料为1．6厚的2024一T3高强铝合金搅拌摩擦焊避免螺接和铆接缝隙腐蚀的发生，使构件的耐腐接件板材，其化学成分见表1，材料热处理状态为蚀性提高；(4)搅拌摩擦焊是一种固相焊接，可使T351，即固溶热处理后进行冷加工，再经自然时航空用高强铝合金的焊接性大大提高。另外，搅效至基本稳定状态。表12024铝合金主要化学成分(质量分数／)拌摩擦焊接头内不形成气孔和热裂纹缺陷[2]，使其耐腐蚀性能大大提高。SiFeCuMnMgZnA1铝合金材料的晶格本体、沉淀相和溶质贫化0．210．184．420．6

4、11．560．13其余区之间的电化学行为相差很大，导致晶界比晶粒2．2晶间腐蚀和剥层腐蚀试验内部更易腐蚀，孔蚀或缝隙腐蚀会发展为晶间腐晶间腐蚀试验依据国标GB7998—87进行，试蚀，晶间腐蚀继续发展成剥蚀_3]。由此可见晶间验前取掉包铝层预处理，用丙酮擦洗试件表面油腐蚀和剥落腐蚀是铝合金两种主要的腐蚀类型，污，在室温的1O氢氧化钠溶液中腐蚀8分钟，晶间腐蚀发生在金属内部，往往不易发现，引起结用流动水将试样洗净，然后在3O的工业纯硝酸构件突然破坏。剥落腐蚀会导致材料强度、塑性溶液中浸亮，再用流动水洗净，热风吹干。腐蚀介和疲劳性大幅度下降l_4

5、]。随着铝合金焊接整体质为0．5mol／LNaC1+0．1mol／LHC1的溶液，面壁板在现代先进民用飞机上的广泛应用，对铝合积容积比为：2dm。／L，试验温度为35±2℃，浸泡金焊接接头的腐蚀性能研究尤显意义重大。本文24小时。试验结束后，用蒸馏水冲洗试样吹干。收稿日期：2O13一O8～2O结构强度研究进行宏观检查，显微观测，并制备成相应的金相试察区表面都有凹凸不平的腐蚀坑，其中黑色部分样进行腐蚀坑深度检测。为已腐蚀区，白色部分为未腐蚀区。在焊接件热剥层腐蚀试验依据航标HB5455—90进行，试影响区的微观形貌图上可以看到晶问腐蚀荩本深验前

6、取掉包铝层处理，在约5O℃的1O氢氧化钠入合盒体，晶问腐蚀特征较明显；焊缝品粒直溶液巾腐蚀5分钟，川流动水将试样洗净，然后在径较母材Ⅸ更细小、更致密，腐蚀大部分未进入合3O9／6的工业纯硝酸溶液巾浸亮，再用流动水洗净，金基体；母材区腐蚀点连成团簇，分布不均匀，因热风吹干。腐蚀介质为234g／INaCI+50g／I腐蚀较严重，表面粗糙不能看到清晰的网状晶界KN()+6．5mg／IHN()的溶液，面容比为20ml／结构。cm，试验温度为3O±2℃，浸泡96小时。定期观因搅拌摩擦焊焊接过程不需要保护气体和察试样表面变化，并适时拍摄腐蚀样品照片。试填

7、料，故焊缝区无气孔或杂质。铝合金的强化验结束，试样浸泡在3()9／6的硝酸溶液中除去腐蚀相主要为颗粒状的A1zCu(0相)和棒状的Alz产物，进行金相检查，确定腐蚀等级。CuMg(S栩)，它们对基体相来说足阳极，在腐蚀环境中首先发生腐蚀，在搅拌摩擦焊的固3结果与讨论态成型中，晶粒长大过程不断被破碎，最终得到细小致密的晶粒，即接头区得到细晶锻态组织，3．1晶间腐蚀由2和图3可看到，细小颗粒均匀分布，在加3．1．1微观形貌工方向成行，不连续排列，因此合金的接头区具从以下腐蚀的金卡fj形貌图可以发现，三个观有良好的耐腐蚀性。《：o：．：o：-hI’

8、T。口：2：__■fo■嚣靶O■·‘0■·二■‘，'一a口‘冉70■

9、

10、●．I¨：∞嚣竹■●●叶l■f图l母材区域晶间腐蚀微观形貌2热影响区域晶间腐蚀微观形貌¨毒E