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题目:钛/铝爆炸焊接复合板的腐蚀性能研究

  摘要

钛/铝金属复合板是近年来中发展比较迅速的一种新型材料,它同时具备了钛合金和铝合金的各种优点,在航空航天领域得到了广泛应用。文献中关于钛/铝复合板的研究以其力学性能及结构特性讨论的较多,而对其耐蚀性能的讨论较少。本文将由爆炸焊接得到的LY12/TA1金属复合板与LY12铝合金板进行比较,通过加速腐蚀试验和微观腐蚀形貌观察等方法,研究了两种材料在含Cl-的典型环境中的剥蚀、晶间腐蚀、盐雾腐蚀和应力拉伸腐蚀等腐蚀行为,对爆炸焊接后钛/铝金属复合板的耐蚀性能进行评价,并初步探讨了其腐蚀机理。剥蚀试验中,LY12铝合金的腐蚀等级评定为EB-级,钛/铝金属复合板(铝试验面)的腐蚀等级评定为EB级,两种材料对剥蚀具有一定程度的腐蚀敏感性。晶间腐蚀试验中,LY12铝合金金相试样上出现了典型的晶界腐蚀特征,而金属复合板金相试样铝一侧只观察到严重的腐蚀坑洞,钛一侧则完全无腐蚀特征。在盐雾试验中,LY12铝合金的腐蚀速度为0.0201 g/m2·h,金属复合板铝/钛试验面的腐蚀速度则分别为0.0208 g/m2·h和0.0021 g/m2·h,LY12铝合金和钛/铝金属复合板(铝试验面)的腐蚀等级均为2级,金属复合板(钛试验面)几乎没有发生腐蚀,两种材料在3.5%NaCl 中性盐雾介质中具有优良的耐蚀性能。应力拉伸腐蚀试验中,在三种应力水平下钛/铝金属复合板和LY12铝合金试样30天内均未发生断裂,两种材料的应力腐蚀敏感性都较低,而同等应力水平(95%σb 0.2)下,LY12铝合金的断裂远比钛/铝金属复合板要早,说明其应力腐蚀敏感性较高。钛/铝金属复合板材料的基本断裂形式为韧性断裂,断口以韧窝为主要的断裂形貌,复合板中金属铝一侧以等轴韧窝为主,金属钛一侧以剪切韧窝为主。LY12铝合金材料的断口同样以韧窝为主要断裂形貌。应力拉伸腐蚀断裂是外加应力和腐蚀介质共同作用的结果,在较高的应力水平(95%σb 0.2)下,外加应力在断裂过程中起主要的作用,而随着应力水平的降低,腐蚀介质的影响逐渐占主要作用。