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【論文介紹】旋片噴丸對7B04-T6鋁合金應(yīng)力腐蝕抗性的影響

2020-12-08 11:53:00 作者：賀旺, 王燕禮, 王亞南, 劉金生, 譚志國, 高建來源：航空材料學(xué)報(bào) 分享至：

研究背景

7B04-T6鋁合金制典型結(jié)構(gòu)存在應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)用在飛機(jī)上會(huì)影響飛機(jī)結(jié)構(gòu)完整性。針對存在在維修中無法更換的結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，考慮采用可現(xiàn)場實(shí)施的旋片噴丸技術(shù)對未開裂同類結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)防性修理，以提高結(jié)構(gòu)應(yīng)力腐蝕抗性。并從表面粗糙度、表面殘余應(yīng)力、表面形貌、恒載荷應(yīng)力腐蝕實(shí)驗(yàn)、斷口分析、靜強(qiáng)度、斷面收縮率等7個(gè)方面分析原始機(jī)加（T01~T03試樣）、噴丸工藝一處理（噴丸強(qiáng)度0.1~0.2 A、旋片轉(zhuǎn)速2000 r/min、覆蓋率100%）（T04~T06試樣）、噴丸工藝二處理（噴丸強(qiáng)度0.1~0.2 A、旋片轉(zhuǎn)速均2000 r/min、覆蓋率100%）（T07~T08試樣）等3種試樣的應(yīng)力腐蝕抗性及影響機(jī)理。恒載荷應(yīng)力腐蝕實(shí)驗(yàn)條件：（35±1）℃、3%NaCl+0.5%H2O2（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）溶液、載荷350 MPa。

2結(jié)果展示

圖1顯示，原始加工試樣表面存在約－50 MPa殘余應(yīng)力，噴丸工藝一在試樣表面引入約－350 MPa殘余應(yīng)力，噴丸工藝二引入約－275 MPa殘余應(yīng)力。

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圖1 表面殘余應(yīng)力

圖2顯示，原始加工試樣表面粗糙度Ra約為0.9 mm，噴丸工藝一處理試樣約為1.6 mm，噴丸工藝二處理試樣約為1.8 mm。

圖2 表面粗糙度

圖3顯示，原始加工試樣表面光滑，加工性痕跡較明顯；噴丸試樣表面存在大量凹坑，消除了方向性痕跡。兩種噴丸工藝處理的試樣表面形貌相似。

圖3 表面形貌

（a）原始加工試樣；（b）噴丸工藝一處理試樣；（c）噴丸工藝二處理試樣

圖4顯示，原始加工試樣持久時(shí)間在44~222 h之間，噴丸工藝一處理試樣在1250 h以上，噴丸工藝二處理試樣在1000 h以上，噴丸工藝一處理試樣持久時(shí)間更長。

圖4 應(yīng)力腐蝕持續(xù)時(shí)間

圖5顯示，斷口特征相似，裂紋均起于試樣表面，在裂紋源處有部分晶粒被腐蝕；隨后，腐蝕向內(nèi)部延伸一定深度，更多晶粒被腐蝕；腐蝕主要是沿晶界發(fā)生，斷口表現(xiàn)為沿晶斷裂。

圖5 典型斷口SEM照片

（a）原始加工試樣；（b）噴丸工藝一處理試樣；（c）噴丸工藝二處理試樣

圖6顯示，兩種噴丸工藝處理試樣強(qiáng)度極限均為586.6 MPa，較處理前降低了2.9 MPa，可認(rèn)為噴丸對材料強(qiáng)度極限沒有影響。圖7顯示，兩種噴丸工藝處理試樣屈服強(qiáng)度均降低了約15 MPa，但這種表觀測試結(jié)果并不能說明噴丸對材料的屈服強(qiáng)度產(chǎn)生影響，具體的影響規(guī)律有待進(jìn)一步研究。圖8顯示，噴丸對材料斷面收縮率沒有明顯影響。