主動填充式攪拌摩擦腐蝕坑修復工藝研究
發(fā)布時間：2021-07-04 07:34
對于航空結構而言,腐蝕會在材料表面產生不同形狀的腐蝕坑,嚴重影響結構表面的完整性。同時腐蝕會與其它形式的損害發(fā)生協同作用,從而縮短飛機的使用壽命,嚴重危害飛機的服役安全性。本文基于攪拌摩擦焊的方法提出一種新的思路用于腐蝕坑的修復,即主動填充式攪拌摩擦腐蝕坑修復。首先,通過主動填充式攪拌摩擦腐蝕坑修復試驗、顯微組織試驗、顯微硬度試驗、拉伸試驗、拉伸斷口試驗確立最優(yōu)的修復工藝。利用不同的修復工藝對含預置腐蝕坑的2A12鋁合金板進行攪拌摩擦修復試驗;然后對修復試樣的顯微組織形貌進行觀察和分析;對不同修復工藝的修復試樣的顯微硬度進行測試;對不同修復工藝的修復試樣進行拉伸試驗;最后對修復后的拉伸試樣斷口進行觀測。結果表明:根據修復區(qū)域的組織特征可以將其分成母材、熱影響區(qū)、熱機影響區(qū)和修復核心區(qū)四部分;不同修復參數的修復截面硬度分布均呈“W”形,當工藝選擇恰當時其對應的總體硬度值也較高;當修復時間一定時,修復試樣的拉伸載荷隨旋轉速度增加呈現倒V形趨勢;當旋轉速度為1100r/min、修復時間為14s時,修復試樣的抗拉強度、屈服強度、延伸率最好,分別達到453MPa、332MPa、8.1%;從微觀斷...
【文章來源】：沈陽航空航天大學遼寧省
【文章頁數】：52 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
主動填充式腐蝕坑修復過程圖
圖 1.2 技術路線圖要研究內容如下：采用不同的修復工藝對含預制腐蝕坑的試樣進行主動填充式攪拌過光學顯微鏡對修復試樣的顯微組織不同修復區(qū)的組織形態(tài)進行觀顯微硬度計測量不同修復工藝下修復試樣截面顯微硬度，并且對比藝下修復試樣的硬度不同的原因。同的攪拌摩擦修復工藝修復的 2A12 鋁合金試樣制成標準的拉伸試試驗。對比不同修復工藝下拉伸試樣的拉伸性能(拉伸強度、屈服強并且通過 SEM 對修復試樣的拉伸斷口進行分析，從而確定利用攪拌預制腐蝕坑試樣的最優(yōu)修復工藝。通過之前各種試驗得出的最優(yōu)修復工藝對含有預制腐蝕坑的試樣進驗，接著利用光學顯微鏡和顯微硬度計對最優(yōu)修復工藝試樣的表面微組織、以及截面顯微硬度進行觀察與測試。分析最優(yōu)修復工藝的顯
表 2.1 2A12-T4 合金的化學成分(質量分數,%)Si Fe Cu Mg Zn Ti Mn 其他元素 Al0.5 0.5 3.8~4.9 1.2~1.8 0.3 0.15 0.3~0.9 Ni:0.1, Fe + Ni:0.5 余量.2 試驗方法及設備.2.1 修復試樣的制備修復試樣的制備主要包括腐蝕坑的制備和填充料的制備兩個部分：(1) 腐蝕坑的制備：首先利用剪板機將大尺寸鋁合金板剪切成修復試樣所需要的寸試樣件。然后采用立式平底銑刀在小尺寸試樣上進行腐蝕坑的預制(為了研究的，腐蝕坑并非是經過長時間的時效處理和嚴格的外部腐蝕處理形成，而是通過人工的方式獲得)，腐蝕坑的尺寸為直徑 5mm、深約 1mm，如圖 2.1 所示。(2) 填充料的制備：填充料利用線切割機進行預置，填充料的材料種類與母材相同充料的尺寸為直徑 5mm，厚度 2mm，如圖 2.2 所示。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]航空鋁合金材料腐蝕裂紋擴展性能試驗[J]. 王池權,熊峻江,馬少俊,陳勃. 北京航空航天大學學報. 2017(05)
[2]異種鋁合金回填式攪拌摩擦點焊缺陷及力學性能[J]. 鄭敏,申志康,楊新岐,尹玉環(huán). 焊接學報. 2016(08)
[3]工藝參數影響2060鋁鋰合金攪拌摩擦焊接頭的成形規(guī)律[J]. 劉震磊,崔祜濤,姬書得,徐敏強,孟祥晨. 焊接學報. 2016(07)
[4]工藝參數對鈦/鋁攪拌摩擦點焊成形及拉剪性能影響[J]. 張志濤,陳玉華,王善林. 熱加工工藝. 2015(23)
[5]鋁合金回填式攪拌摩擦點焊組織及力學性能分析[J]. 申志康,楊新岐,張照華,尹玉環(huán). 焊接學報. 2013(06)
[6]鋁合金在航空航天器中的應用（1）[J]. 曹景竹,王祝堂. 輕合金加工技術. 2013(02)
[7]2024鋁合金控冷攪拌摩擦焊溫度場數值模擬研究[J]. 付瑞東,趙麗偉,張劍鋒. 燕山大學學報. 2012(06)
[8]耐磨鋁硅銅合金的雙面攪拌摩擦焊[J]. 張志云,陳茂愛,武傳松. 焊接學報. 2012(05)
[9]工藝參數對填充式攪拌摩擦無匙孔點焊性能的影響[J]. 嚴鏗,方圓. 焊接學報. 2010(10)
[10]攪拌摩擦焊溫度場[J]. 史清宇,王細波,康旭,孫延軍. 清華大學學報(自然科學版). 2010(07)
博士論文
[1]鋁合金材料的應力腐蝕及腐蝕疲勞特性實驗研究[D]. 孟祥琦.上海交通大學 2012
碩士論文
[1]復雜應力狀態(tài)下2A12鋁合金疲勞裂紋生長行為的試驗研究[D]. 劉山林.大連理工大學 2016
本文編號：3264340
【文章來源】：沈陽航空航天大學遼寧省
【文章頁數】：52 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
主動填充式腐蝕坑修復過程圖
圖 1.2 技術路線圖要研究內容如下：采用不同的修復工藝對含預制腐蝕坑的試樣進行主動填充式攪拌過光學顯微鏡對修復試樣的顯微組織不同修復區(qū)的組織形態(tài)進行觀顯微硬度計測量不同修復工藝下修復試樣截面顯微硬度，并且對比藝下修復試樣的硬度不同的原因。同的攪拌摩擦修復工藝修復的 2A12 鋁合金試樣制成標準的拉伸試試驗。對比不同修復工藝下拉伸試樣的拉伸性能(拉伸強度、屈服強并且通過 SEM 對修復試樣的拉伸斷口進行分析，從而確定利用攪拌預制腐蝕坑試樣的最優(yōu)修復工藝。通過之前各種試驗得出的最優(yōu)修復工藝對含有預制腐蝕坑的試樣進驗，接著利用光學顯微鏡和顯微硬度計對最優(yōu)修復工藝試樣的表面微組織、以及截面顯微硬度進行觀察與測試。分析最優(yōu)修復工藝的顯
表 2.1 2A12-T4 合金的化學成分(質量分數,%)Si Fe Cu Mg Zn Ti Mn 其他元素 Al0.5 0.5 3.8~4.9 1.2~1.8 0.3 0.15 0.3~0.9 Ni:0.1, Fe + Ni:0.5 余量.2 試驗方法及設備.2.1 修復試樣的制備修復試樣的制備主要包括腐蝕坑的制備和填充料的制備兩個部分：(1) 腐蝕坑的制備：首先利用剪板機將大尺寸鋁合金板剪切成修復試樣所需要的寸試樣件。然后采用立式平底銑刀在小尺寸試樣上進行腐蝕坑的預制(為了研究的，腐蝕坑并非是經過長時間的時效處理和嚴格的外部腐蝕處理形成，而是通過人工的方式獲得)，腐蝕坑的尺寸為直徑 5mm、深約 1mm，如圖 2.1 所示。(2) 填充料的制備：填充料利用線切割機進行預置，填充料的材料種類與母材相同充料的尺寸為直徑 5mm，厚度 2mm，如圖 2.2 所示。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]航空鋁合金材料腐蝕裂紋擴展性能試驗[J]. 王池權,熊峻江,馬少俊,陳勃. 北京航空航天大學學報. 2017(05)
[2]異種鋁合金回填式攪拌摩擦點焊缺陷及力學性能[J]. 鄭敏,申志康,楊新岐,尹玉環(huán). 焊接學報. 2016(08)
[3]工藝參數影響2060鋁鋰合金攪拌摩擦焊接頭的成形規(guī)律[J]. 劉震磊,崔祜濤,姬書得,徐敏強,孟祥晨. 焊接學報. 2016(07)
[4]工藝參數對鈦/鋁攪拌摩擦點焊成形及拉剪性能影響[J]. 張志濤,陳玉華,王善林. 熱加工工藝. 2015(23)
[5]鋁合金回填式攪拌摩擦點焊組織及力學性能分析[J]. 申志康,楊新岐,張照華,尹玉環(huán). 焊接學報. 2013(06)
[6]鋁合金在航空航天器中的應用（1）[J]. 曹景竹,王祝堂. 輕合金加工技術. 2013(02)
[7]2024鋁合金控冷攪拌摩擦焊溫度場數值模擬研究[J]. 付瑞東,趙麗偉,張劍鋒. 燕山大學學報. 2012(06)
[8]耐磨鋁硅銅合金的雙面攪拌摩擦焊[J]. 張志云,陳茂愛,武傳松. 焊接學報. 2012(05)
[9]工藝參數對填充式攪拌摩擦無匙孔點焊性能的影響[J]. 嚴鏗,方圓. 焊接學報. 2010(10)
[10]攪拌摩擦焊溫度場[J]. 史清宇,王細波,康旭,孫延軍. 清華大學學報(自然科學版). 2010(07)
博士論文
[1]鋁合金材料的應力腐蝕及腐蝕疲勞特性實驗研究[D]. 孟祥琦.上海交通大學 2012
碩士論文
[1]復雜應力狀態(tài)下2A12鋁合金疲勞裂紋生長行為的試驗研究[D]. 劉山林.大連理工大學 2016
本文編號：3264340
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