鎳鋁青銅合金作為一種廣泛應(yīng)用于海洋裝備領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)材料,由于其良好的機械力學(xué)性能和耐腐蝕性能,在大型船舶螺旋槳、壓力泵體和液壓閥門等方面都發(fā)揮著極為重要的作用。目前,鎳鋁青銅裝備構(gòu)件大都采用鑄態(tài)合金,其組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜、第二相析出物眾多,且容易出現(xiàn)不均勻的粗大晶粒、氣孔和偏析等鑄造缺陷,同時,鎳鋁青銅螺旋槳構(gòu)件在服役過程中需要面對復(fù)雜的海洋環(huán)境和多變的應(yīng)力載荷,在這兩種因素的耦合作用下,合金往往會出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕開裂、腐蝕疲勞破壞等失效問題,從而影響著材料的服役壽命。盡管我國早在上世紀八十年代便開始工業(yè)化生產(chǎn)鎳鋁青銅合金,但關(guān)于合金的科學(xué)研究還只是集中于微觀形貌表征和靜態(tài)腐蝕性能方面,目前尚未對合金腐蝕環(huán)境中的力學(xué)性能,尤其是影響真實服役性能的應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞行為開展系統(tǒng)的科學(xué)研究。針對鎳鋁青銅在服役過程中出現(xiàn)的主要問題,本文通過慢應(yīng)變速率拉伸實驗和疲勞裂紋擴展實驗,開展了不同微觀組織合金的應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞行為研究,建立了合金微觀組織與服役性能的響應(yīng)關(guān)系,揭示了合金在腐蝕環(huán)境下各種破壞形式的微觀機理,為進一步提升合金的服役壽命、設(shè)計具有更加優(yōu)越性能的合金材料微觀組織,提供了重要的理論指導(dǎo)。本... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：143 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
        1.1.1 鎳鋁青銅合金的發(fā)展歷程及應(yīng)用狀況
        1.1.2 鎳鋁青銅合金的微觀組織與相變特征
    1.2 鎳鋁青銅合金主要面臨的腐蝕問題及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 鎳鋁青銅合金的選相腐蝕行為
        1.2.2 鎳鋁青銅合金的空泡腐蝕行為
        1.2.3 鎳鋁青銅合金的應(yīng)力腐蝕行為
        1.2.4 鎳鋁青銅合金的腐蝕疲勞行為
    1.3 應(yīng)力腐蝕開裂機理的研究進展
        1.3.1 氧化膜破損-陽極溶解機理
        1.3.2 氫致開裂機理
        1.3.3 混合機理
    1.4 腐蝕疲勞機理的研究進展
        1.4.1 腐蝕疲勞裂紋萌生機理
        1.4.2 腐蝕疲勞裂紋擴展機理
    1.5 論文的研究意義及主要研究內(nèi)容
    參考文獻
第二章 實驗材料與實驗方法
    2.1 引言
    2.2 實驗材料制備
    2.3 實驗測試方法
        2.3.1 慢應(yīng)變速率拉伸測試實驗
        2.3.2 疲勞裂紋擴展速率測試實驗
        2.3.3 腐蝕浸泡實驗
    2.4 實驗表征方法
        2.4.1 金相技術(shù)
        2.4.2 掃描電子顯微鏡技術(shù)
        2.4.3 透射電子顯微鏡技術(shù)
        2.4.4 中子衍射技術(shù)
        2.4.5 電化學(xué)分析測試技術(shù)
        2.4.6 納米壓痕技術(shù)
    參考文獻
第三章 微觀組織結(jié)構(gòu)對鎳鋁青銅合金應(yīng)力腐蝕開裂行為的影響
    3.1 引言
    3.2 熱處理后合金的微觀組織特征
    3.3 不同微觀組織合金的靜態(tài)腐蝕行為
    3.4 不同微觀組織合金的應(yīng)力腐蝕開裂行為
        3.4.1 合金應(yīng)力腐蝕敏感性的測定
        3.4.2 斷口微觀形貌表征
        3.4.3 側(cè)面微觀形貌表征
        3.4.4 縱截面微觀形貌表征
    3.5 鎳鋁青銅合金應(yīng)力腐蝕開裂機理
    3.6 本章小結(jié)
    參考文獻
第四章 拉伸應(yīng)力對鎳鋁青銅合金應(yīng)力腐蝕開裂行為的影響
    4.1 引言
    4.2 拉伸應(yīng)力作用后合金內(nèi)部的微觀殘余應(yīng)力大小
    4.3 拉伸應(yīng)力作用后合金內(nèi)部殘余應(yīng)變分布情況
    4.4 拉伸應(yīng)力作用后合金內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)變化
    4.5 拉伸變形后合金的腐蝕開裂行為變化
        4.5.1 表面腐蝕形貌變化
        4.5.2 縱截面微觀形貌表征
    4.6 拉伸變形后合金的電化學(xué)性能變化
        4.6.1 浸泡前合金的電化學(xué)性能
        4.6.2 浸泡后合金的電化學(xué)性能
    4.7 本章小結(jié)
    參考文獻
第五章 微觀組織結(jié)構(gòu)對鎳鋁青銅合金疲勞及腐蝕疲勞性能的影響
    5.1 引言
    5.2 不同微觀組織合金的疲勞裂紋擴展速率
    5.3 不同微觀組織合金的裂紋擴展路徑及疲勞斷口
    5.4 不同微觀組織合金的腐蝕疲勞裂紋擴展速率
    5.5 不同微觀組織合金的腐蝕疲勞斷口形貌
    5.6 不同微觀組織合金的腐蝕疲勞裂紋擴展路徑
    5.7 本章小結(jié)
    參考文獻
第六章 載荷條件與腐蝕介質(zhì)對合金腐蝕疲勞行為的影響及其機理研究
    6.1 引言
    6.2 不同測試條件下合金的腐蝕疲勞裂紋擴展速率
    6.3 載荷條件對鎳鋁青銅合金腐蝕疲勞行為的影響
        6.3.1 應(yīng)力強度因子對合金腐蝕疲勞性能的影響
        6.3.2 加載頻率對合金腐蝕疲勞性能的影響
    6.4 腐蝕介質(zhì)對鎳鋁青銅合金腐蝕疲勞行為的影響
    6.5 合金腐蝕疲勞裂紋尖端
        6.5.1 腐蝕疲勞裂紋尖端力學(xué)性能表征
        6.5.2 腐蝕疲勞裂紋尖端處化學(xué)反應(yīng)
    6.6 鎳鋁青銅合金的腐蝕疲勞裂紋擴展機理
    6.7 本章小結(jié)
    參考文獻
第七章 結(jié)論與創(chuàng)新
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 本工作的創(chuàng)新點
致謝
附錄



本文編號：3151252