本文關(guān)鍵詞：鈦合金緊固件連接結(jié)構(gòu)接觸腐蝕行為及其控制技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《南京航空航天大學(xué)》 2011年

TC4熱浸鍍Al-Zn及其在鈦/鋁合金接觸腐蝕防護(hù)中的應(yīng)用

林凱  

【摘要】：鈦合金材料憑借其優(yōu)異的綜合性能及良好的減重效果在航空航天領(lǐng)域中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。但是,當(dāng)鈦合金與鋁合金接觸使用時(shí),由于兩者之間存在較大的電位差,使得鈦/鋁合金在腐蝕介質(zhì)中會(huì)構(gòu)成腐蝕電偶,加速鋁合金的腐蝕,帶來鈦/鋁合金的接觸腐蝕問題。尤其是在使用鈦合金緊固件緊固鋁合金時(shí),由于應(yīng)力和縫隙的綜合作用,鋁合金的腐蝕情況更為嚴(yán)重。 針對(duì)上述問題,本文從接觸腐蝕的主要影響因素入手,首先采用熱浸鍍法在TC4鈦合金表面制備Al-Zn合金改性層,通過減小接觸電偶的電位差和高阻膜的生成增加接觸使用時(shí)的接觸電阻來減弱電偶腐蝕的影響。然后在實(shí)驗(yàn)過程中設(shè)計(jì)相應(yīng)的電化學(xué)腐蝕測(cè)試、全浸試驗(yàn)和中性鹽霧試驗(yàn)來對(duì)改性之后的鈦/鋁合金接觸腐蝕防護(hù)性能進(jìn)行檢驗(yàn)。最后通過掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、X射線衍射儀(XRD)等現(xiàn)代測(cè)試分析手段來表征改性層的組織形貌、化學(xué)成分、相組成,并對(duì)改性層的力學(xué)性能及其應(yīng)用于鈦/鋁合金接觸腐蝕防護(hù)效果進(jìn)行了檢測(cè)。 結(jié)果表明:二浴單件溶劑法,浸鍍溫度為670℃,浸滲時(shí)間7min,提升速度0.1m/s,并添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%Ce工藝參數(shù)下所制備的Al-Zn改性層,滿足鈦/鋁合金接觸腐蝕防護(hù)及其力學(xué)性能的要求。改性層有效厚度達(dá)到40μm,截面組織由最外層的富Al-Zn相和中間合金層的富Ti-Al相構(gòu)成,不僅能夠降低TC4表面電位還能起到犧牲陽極保護(hù)陰極的作用,而且改性層組織致密、表面硬度高、結(jié)合力好,適合緊固件的接觸使用。電化學(xué)腐蝕測(cè)試、全浸試驗(yàn)、中性鹽霧試驗(yàn)結(jié)果都表明改性層對(duì)鈦/鋁合金接觸偶中的鋁合金起到了很好的防護(hù)作用,將接觸使用的鋁合金使用壽命提高2~3倍,對(duì)鈦合金基體也具有一定的保護(hù)作用。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TG174.44
【目錄】：

摘要4-5

ABSTRACT5-11

第一章 緒論11-25

1.1 研究背景及意義11-12

1.2 接觸腐蝕概述12-20

1.2.1 接觸腐蝕定義及其類型12-15

1.2.2 接觸腐蝕的影響因素及其防護(hù)措施15-20

1.3 TC4表面制備鈦/鋁合金接觸腐蝕防護(hù)改性層成分設(shè)想20-21

1.4 TC4表面制備Al-Zn改性層工藝方法的確定21-23

1.4.1 熱浸鍍鋁技術(shù)21-22

1.4.2 粉末包埋滲鋁技術(shù)22

1.4.3 感應(yīng)加熱滲鋁技術(shù)22

1.4.4 熱噴涂鋁技術(shù)22

1.4.5 電鍍鋁技術(shù)22-23

1.4.6 離子滲金屬技術(shù)23

1.4.7 離子注入技術(shù)23

1.5 課題的提出和本文主要研究內(nèi)容23-25

第二章 試驗(yàn)材料、設(shè)備及研究方法25-34

2.1 TC4 表面熱浸鍍制備Al-Zn合金層的材料和設(shè)備25-26

2.1.1 原材料25

2.1.2 主要熱浸鋁設(shè)備25-26

2.2 接觸腐蝕試驗(yàn)原理及其研究方法26-31

2.2.1 電化學(xué)腐蝕測(cè)試26-30

2.2.2 全浸試驗(yàn)及其研究方法30

2.2.3 中性鹽霧（NSS）試驗(yàn)及其研究方法30-31

2.3 鈦/鋁接觸腐蝕試驗(yàn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與方法31-33

2.3.1 純電偶腐蝕的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與方法31

2.3.2 純縫隙腐蝕的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與方法31-32

2.3.3 電偶、應(yīng)力及縫隙共同作用下的接觸腐蝕試驗(yàn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與研究方法32-33

2.4 其它試驗(yàn)設(shè)備33-34

第三章 TC4表面熱浸鍍Al-Zn合金層的工藝參數(shù)確定34-45

3.1 熱浸鍍鋁鋅鍍層中鋅鋁元素和合金元素的影響34-36

3.1.1 鍍層中鋅鋁元素比例34-35

3.1.2 合金元素對(duì)鋁鋅鍍層的影響35-36

3.2 熱浸鍍Al-Zn合金層制備工藝方法的確定36-38

3.2.1 助鍍劑的選擇及助鍍工藝的確定36-37

3.2.2 表面覆蓋劑配方的確定37

3.2.3 試樣的預(yù)處理37-38

3.2.4 試樣編號(hào)及試驗(yàn)工藝流程38

3.3 TC4 表面熱浸鍍制備Al-Zn合金層工藝參數(shù)的確定38-43

3.3.1 試樣提出速度的確定38

3.3.2 稀土元素添加量的確定38-39

3.3.3 浸鍍溫度和浸鍍時(shí)間的確定39-43

3.4 本章小結(jié)43-45

第四章 最佳工藝參數(shù)改性層組織結(jié)構(gòu)、成分及其性能研究45-52

4.1 鍍層的組織結(jié)構(gòu)與成分45-47

4.1.1 鍍層的表面形貌及組織結(jié)構(gòu)45-46

4.1.2 鍍層的截面形貌及組織結(jié)構(gòu)46-47

4.1.3 最佳工藝參數(shù)鍍層表面相結(jié)構(gòu)分析47

4.2 最佳工藝參數(shù)鍍層力學(xué)性能分析47-50

4.2.1 最佳工藝參數(shù)鍍層的表面顯微硬度測(cè)試47-48

4.2.2 最佳工藝參數(shù)鍍層的顯微硬度分布48-49

4.2.3 最佳工藝參數(shù)鍍層的劃痕測(cè)試49-50

4.3 本章小結(jié)50-52

第五章 Al-Zn改性層用于鈦/鋁合金接觸腐蝕防護(hù)性能的研究52-66

5.1 評(píng)價(jià)接觸腐蝕性能試驗(yàn)設(shè)計(jì)52-54

5.1.1 接觸腐蝕試驗(yàn)試樣原材料52

5.1.2 接觸腐蝕試驗(yàn)試樣的安裝52-53

5.1.3 接觸腐蝕試驗(yàn)相關(guān)環(huán)境參數(shù)的選擇53-54

5.2 電化學(xué)腐蝕測(cè)試結(jié)果54-57

5.3 模擬全浸試驗(yàn)結(jié)果57-60

5.3.1 宏觀腐蝕形貌觀察57

5.3.2 微觀腐蝕形貌觀察57-60

5.4 中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)（NSS）結(jié)果60-63

5.4.1 宏觀腐蝕形貌觀察60-61

5.4.2 微觀腐蝕形貌觀察61-63

5.5 接觸偶中鈦合金的腐蝕情況63-64

5.6 Al-Zn合金改性層用于鈦/鋁合金接觸腐蝕防護(hù)機(jī)理的初步研究64-65

5.7 本章小結(jié)65-66

第六章 結(jié)論與展望66-68

6.1 結(jié)論66-67

6.2 展望67-68

參考文獻(xiàn)68-72

致謝72-73

攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表論文73

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8 梁工英;蘇俊義;;激光熔覆層中非晶組織對(duì)鋁合金摩擦學(xué)的影響[A];'99摩擦學(xué)表面工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1999年

9 楊峰;康立忠;沈楠楠;丁璐穎;馮婧;曹煒;;鋁合金表面等離子微弧氧化的工藝研究[A];2004全國荷電粒子源、粒子束學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

10 沈紅彥;;提高鋁合金擾流片耐腐蝕性能防護(hù)工藝研究總結(jié)[A];2005'（貴陽）表面工程技術(shù)創(chuàng)新研討會(huì)論文集[C];2005年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 潮起;[N];中國計(jì)算機(jī)報(bào);2003年

2 ;[N];中國電腦教育報(bào);2004年

3 ;[N];電腦商報(bào);2003年

4 程遠(yuǎn)樺;[N];科技日?qǐng)?bào);2003年

5 但國李;[N];山西科技報(bào);2003年

6 記者李想;[N];中國有色金屬報(bào);2009年

7 高野敦;[N];中國有色金屬報(bào);2004年

8 特約記者 鄭培華 本報(bào)記者 龔后雨;[N];中國房地產(chǎn)報(bào);2005年

9 張香云;[N];中國有色金屬報(bào);2010年

10 記者 李峰;[N];甘肅日?qǐng)?bào);2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳廷益;6063鋁合金表面著色鋯（鈦）無鉻轉(zhuǎn)化膜的成膜及其機(jī)理研究[D];華南理工大學(xué);2011年

2 張軍軍;鋁合金表面Ce-Mn轉(zhuǎn)化膜常溫制備及表征[D];華南理工大學(xué);2010年

3 余先濤;鋁合金表面激光熔覆Ni基合金及其摩擦學(xué)特性研究[D];武漢理工大學(xué);2005年

4 辛鐵柱;鋁合金表面微弧氧化陶瓷膜生成及機(jī)理的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

5 李均明;鋁合金微弧氧化陶瓷層的形成機(jī)制及其磨損性能[D];西安理工大學(xué);2008年

6 吳振東;鋁合金表面原位生長陶瓷膜及摩擦磨損與耐蝕研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

7 張正;飛行器用鋁合金大氣腐蝕的電化學(xué)檢測(cè)研究[D];天津大學(xué);2007年

8 余會(huì)成;6063鋁合金三價(jià)鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的制備及性能研究[D];中南大學(xué);2009年

9 黃若雙;鋁合金及銅腐蝕的示差圖像研究[D];廈門大學(xué);2006年

10 孫道明;鋁合金點(diǎn)蝕過程與稀土沉積的機(jī)理研究[D];復(fù)旦大學(xué);2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 林凱;TC4熱浸鍍Al-Zn及其在鈦/鋁合金接觸腐蝕防護(hù)中的應(yīng)用[D];南京航空航天大學(xué);2011年

2 李曉杰;鋁合金表面硅酸鹽鈍化技術(shù)研究[D];西安建筑科技大學(xué);2010年

3 彭文才;鋁合金在海水中的腐蝕性能研究[D];湖南大學(xué);2010年

4 東尚波;鋁合金5052海水介質(zhì)腐蝕性研究[D];天津大學(xué);2010年

5 趙國平;激光仿生耦合處理鋁合金機(jī)械性能的研究[D];吉林大學(xué);2013年

6 賈睿程;鋁合金AA2024、AA6061和AA7075電化學(xué)腐蝕行為[D];內(nèi)蒙古科技大學(xué);2012年

7 周陳菊;鋁合金表面硅化改性研究[D];浙江理工大學(xué);2012年

8 石嬌;鋁合金表面“三防”涂層的制備及機(jī)理研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2011年

9 曾絲絲;鋁合金表面鈦—鎢復(fù)合化學(xué)轉(zhuǎn)化膜制備工藝及性能研究[D];大連交通大學(xué);2010年

10 黃旋;鋁合金環(huán)保型鈍化技術(shù)及其與涂層的配套性研究[D];機(jī)械科學(xué)研究總院;2012年

  本文關(guān)鍵詞：鈦合金緊固件連接結(jié)構(gòu)接觸腐蝕行為及其控制技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：237603