目的改善7050鋁合金在濕空氣中氫致延遲開(kāi)裂敏感性高的問(wèn)題,以延長(zhǎng)其使用壽命。方法采用微弧氧化工藝在鋁合金表面生成微弧氧化膜,研究微弧氧化膜對(duì)高強(qiáng)鋁合金氫致局部塑性變形的影響。通過(guò)雙懸臂梁（DCB）試樣恒位移試驗(yàn),評(píng)價(jià)微弧氧化膜對(duì)7050鋁合金應(yīng)力腐蝕敏感性的影響,通過(guò)讀數(shù)顯微鏡原位觀察和記錄裂紋擴(kuò)展情況。利用掃描電鏡觀察斷口形貌,采用定氫儀分析氫含量。結(jié)果經(jīng)過(guò)微弧氧化處理后,7050鋁合金氫致局部塑性變形行為明顯下降。測(cè)得有微弧氧化膜試樣的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂門(mén)檻值KISCC為23.340MPa·m1/2,而無(wú)微弧氧化膜試樣的KISCC為16.934MPa·m1/2。有膜的裂紋擴(kuò)展速率為6.378×10–6 m/s,無(wú)膜的裂紋擴(kuò)展速率為1.3612×10–5 m/s。同時(shí)微弧氧化膜使鋁合金DCB試樣中氫的體積分?jǐn)?shù)從0.281×10–6下降到0.163×10-6。結(jié)論微弧氧化膜可以降低鋁合金裂紋尖端的氫含量,從而抑制鋁合金的氫致局部塑性變形。 

【文章來(lái)源】：表面技術(shù). 2020,49(08)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

DCB試樣尺寸（單位：mm)

微弧氧化系統(tǒng)包含DSM30F電源柜、操作控制臺(tái)、工作槽以及冷卻系統(tǒng)和攪拌系統(tǒng)。電解液由10 g/L的硅酸鈉（Na2SiO3）、1 g/L的氟化鉀（KF）和5 g/L的氫氧化鈉（NaOH）組成。通過(guò)使用冷卻系統(tǒng)將電解液溫度控制在30℃以下。在微弧氧化過(guò)程中，試樣掛在銅棒上，作為工作的陽(yáng)極，陰極為電解池內(nèi)的鋼板，電解液為工作的載體。微弧氧化是通過(guò)雙向進(jìn)行的恒壓模式，在500 V的恒定電壓下進(jìn)行，恒定頻率為400 Hz，微弧氧化時(shí)間為10 min，微弧氧化后的試樣如圖2所示。測(cè)得其微弧氧化膜厚為22.5μm。將微弧氧化處理后的試樣放入濕空氣（相對(duì)濕度為80%）中，溫度控制在(35±1)℃。用讀數(shù)顯微鏡觀察并記錄裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度，并用金相顯微鏡原位觀察裂紋擴(kuò)展情況。1.3 性能測(cè)試及組織觀察

無(wú)微弧氧化膜與有微弧氧化膜的DCB恒位移試樣在RH為80%的濕空氣中的裂紋擴(kuò)展情況如圖3所示。圖3a、c、e為無(wú)微弧氧化膜鋁合金裂紋宏觀形貌，圖3b、d、f為有微弧氧化膜鋁合金裂紋宏觀形貌。由圖3可以看出，裂紋擴(kuò)展速率先快后慢，同一時(shí)間，有微弧氧化膜的鋁合金試樣的裂紋擴(kuò)展速率明顯小于無(wú)微弧氧化膜的鋁合金試樣。在裂紋擴(kuò)展區(qū)，裂紋呈黑色，可以見(jiàn)到腐蝕產(chǎn)物和氧化現(xiàn)象，具有脆性特征。無(wú)膜試樣裂紋周?chē)嬖诖罅课⒘鸭y，主裂紋成“Z”字形不斷向前擴(kuò)展。研究表明，由于裂紋尖端應(yīng)力集中，導(dǎo)致較高的氫壓，即金屬中含有過(guò)飽和氫，則它們會(huì)在各種不均勻處結(jié)合生成分子氫，從而產(chǎn)生巨大的內(nèi)壓力，這個(gè)壓力會(huì)協(xié)助外應(yīng)力使氫致裂紋產(chǎn)生和擴(kuò)展�；茙б部勺鳛橐环N強(qiáng)氫陷阱誘導(dǎo)氫濃度，并導(dǎo)致沿滑移方向開(kāi)裂。當(dāng)裂紋交叉滑移帶相互連通時(shí)，形成“Z”形裂紋[21-23]。2.2 微弧氧化膜對(duì)7050鋁合金SCC敏感性的影響

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]恒載荷下的微弧氧化后7050鋁合金在不同pH值NaCl溶液中的腐蝕行為[J]. 花天順,宋仁國(guó),宗玙,蔡思偉.  表面技術(shù). 2020(05)
[2]雙級(jí)時(shí)效對(duì)7050鋁合金力學(xué)性能及氫脆敏感性的影響[J]. 任建平,宋仁國(guó).  中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào). 2019(04)
[3]微弧氧化技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用[J]. 宋仁國(guó).  材料工程. 2019(03)
[4]微弧氧化對(duì)7050鋁合金腐蝕行為的影響[J]. 莊俊杰,張曉燕,孫斌,宋仁國(guó),李海.  工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(10)
[5]7003鋁合金應(yīng)力腐蝕裂紋擴(kuò)展的電化學(xué)阻抗譜分析[J]. 孫斌,宋仁國(guó),李海,潘勝東,王芝秀,何望昭.  中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2016(09)
[6]航空航天用Al-Cu-Mn系高強(qiáng)鋁合金的研究進(jìn)展[J]. 龔習(xí),王恒強(qiáng),付敏敏,張文學(xué),王兵,賈曉飛.  熱加工工藝. 2015(22)
[7]時(shí)效、陰極極化對(duì)7050鋁合金應(yīng)力腐蝕敏感性的影響[J]. 金驥戎,宋仁國(guó),代春麗,王超,李海,祁星,祁文娟.  材料熱處理學(xué)報(bào). 2015(03)
[8]高強(qiáng)鋁合金應(yīng)力腐蝕及氫滲透行為研究進(jìn)展[J]. 鄭傳波,益幗,高延敏.  腐蝕與防護(hù). 2013(07)
[9]高強(qiáng)鋼WOL試樣應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的金相跟蹤觀察[J]. 李會(huì)錄,余竹煥,強(qiáng)軍鋒,喬利杰,褚武揚(yáng).  腐蝕與防護(hù). 2008(10)
[10]高溫預(yù)析出對(duì)7XXX系列鋁合金力學(xué)性能和應(yīng)力腐蝕性能的影響[J]. 鄭強(qiáng),陳康華,張茁,黃蘭萍,劉紅衛(wèi).  金屬熱處理. 2004(11)



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