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宇航结构合金的腐蚀试验效果及应力腐蚀

时间:2023-07-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:图3中比较了2024-T851和2219-T87铝合金的KSC室外试验和干湿交替浸润腐蚀试验的结果。除了干湿交替浸润试验的明显加速效应之外,需要注意的主要问题是,在KSC室外环境中,承载能力降低在大约一年后趋于平稳,但在干湿交替浸润试验期间则继续增加。2002年和2007年,21-6-9型液压油管中发现两起SCC失效事故。这两起事故失效出现在热带海洋-沿海环境下执行任务的休斯公司AH-64D直升机上,而且都是由于缝隙腐蚀导致SCC。

宇航结构合金的腐蚀试验效果及应力腐蚀

图3中比较了2024-T851和2219-T87铝合金的KSC室外试验和干湿交替浸润腐蚀试验的结果。图4中对低合金钢D6AC进行了类似的比较。这两个数字都代表了仅由于腐蚀而造成的强度下降。除了干湿交替浸润试验的明显加速效应之外,需要注意的主要问题是,在KSC室外环境中,承载能力降低在大约一年后趋于平稳,但在干湿交替浸润试验期间则继续增加。最近对AISI 1010碳钢[39]的试验也得到了类似的结果。

图3 2024-T851和2219-T87铝合金光滑无应力试样的腐蚀程度(以强度下降来衡量)[69]

M=暴露时间(月)

(www.xing528.com)

图4 低合金高强度钢D6AC光滑无应力试样的腐蚀程度(以强度下降来衡量)

M=暴露时间(月)

换句话说,加速测试中缺少在自然/室外环境中所特有的“自限性”腐蚀[29]。此外,图3和图4中所示的合金具有不同MSFC/NASA和ESA SCC分级:高强度D6AC钢为L级;铝合金2024-T851和2219-T87分别为M级和H级,见表4。干湿交替浸润试验引起的不同腐蚀行为(除腐蚀加速以外)是否对这些合金以及MSFC/NASA和ESA编录中的其他合金[63-65]的SCC分级有影响仍然是一个悬而未决的问题。但是,可以从参考文献[45]和一位作者给出的经验中找到两个腐蚀行为的变化如何对合金抗SCC特性产生影响的例子:

(1)铝锂铜镁合金光滑试样的腐蚀行为,包括最新的(第三代)铝锂合金,取决于它们是否被连续或干湿交替浸泡在3.5%NaCl溶液中[45]。在连续浸泡过程中,表面局部腐蚀(点蚀及晶界处的浅表裂纹)很少导致SCC。但在干湿交替浸渍过程中,在适当局部腐蚀环境中并具有足够高的应力水平[45]时,局部腐蚀包括更明显的晶间腐蚀可导致SCC发生。

(2)不锈钢21-6-9被MSFC/NASA和ESA评为H级[73],见表5。这是一种广泛用于航天器和飞机流体系统的合金。2002年和2007年,21-6-9型液压油管中发现两起SCC失效事故。这两起事故失效出现在热带海洋-沿海环境下执行任务的休斯公司AH-64D直升机上,而且都是由于缝隙腐蚀导致SCC。注意:众所周知,不锈钢易受缝隙腐蚀[88],它们同样易受点蚀。这些敏感性使得ASTM加速腐蚀试验标准G48-11中规定其需在FeCl3水溶液中进行连续浸泡,见表1。关于不锈钢中的点蚀和缝隙腐蚀的进一步讨论记录于6.1节和6.2节。

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