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题目:飞机服役环境铝合金结构材料腐蚀特性分析研究

关键词:模拟海洋环境;30CrMnSiNi2A超高强钢;1Crl2Ni3Mo2VN不锈钢;0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢;腐蚀特性

  摘要

本文研究了模拟海洋环境下三种典型飞机结构材料30CrMnSiNi2A超高强钢、1Crl2Ni3Mo2VN不锈钢与0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢的腐蚀特性。采用全浸实验模拟海洋全浸区、中性盐雾实验模拟海洋大气环境、周期浸润实验模拟海水干湿交替环境,分析海洋环境对三种钢的腐蚀行为影响,比较不同海洋环境下的耐蚀性能差异,并探讨三种钢的海水腐蚀机制。利用光学显微镜和体视显微镜观察宏观腐蚀形貌,通过开路电位、交流阻抗谱和动电位极化曲线测试分析三种钢腐蚀不同时间的试样在3.5%NaCl溶液中的电化学性能。金相显微分析比较三种钢的微观组织,扫描电镜和EDS能谱分析腐蚀微观形貌及试样腐蚀后表面成分的变化。结果表明,全面浸泡造成的局部腐蚀破坏是向材料基体内部深入的,盐雾环境对材料造成的腐蚀损伤还只限于表面,周期性干湿交替环境会给材料带来全面性的破坏,从表面迅速向内部均匀扩展。全浸环境中30CrMnSiNi2A超高强钢耐蚀性最好,盐雾环境次之,周浸环境中其耐蚀性一般;盐雾环境下两种不锈钢耐蚀性最好,全浸环境其次,周浸环境下耐蚀性一般。在模拟海洋环境的加速腐蚀实验中,30CrMnSiNi2A超高强钢,1Crl2Ni3Mo2VN不锈钢,0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢的耐蚀性依次增强。三种钢的腐蚀均是从点蚀开始,逐步扩大加深,由局部腐蚀发展成全面腐蚀。极化曲线显示两种不锈钢试样在3.5%NaCl溶液中均能发生钝化;腐蚀产物层和钝化膜的生成使得三种钢腐蚀不同时间后的开路电位和阻抗先减小后增大。30CrMnSiNi2A超高强钢和1Crl2Ni3Mo2VN不锈钢在腐蚀的初始阶段表面都发生O的吸附和Cr的贫化,同时Fe元素含量急剧下降。