● 摘要
航空航天工业上广泛应用于制造飞行器的关键构件和部件经常发生疲劳和应力腐蚀失效，而这些失效模式主要发生在结构件表面，因此，常常采用表面形变强化技术。熨压工艺正是基于表面形变的强化技术，作为一种高效低成本、实用性强的表面形变强化处理工艺，能够很好地解决以上问题。本文通过熨压2024铝合金，运用EBSD，TEM等微观表征技术，研究熨压表层织构和显微组织结构的变化。讨论了表层织构形成规律以及晶粒细化机理。通过电化学相关实验表征熨压表层腐蚀性能，分析熨压对铝合金表面腐蚀性能的影响。本文研究2024铝合金熨压表面织构变化，发现熨压铝合金表层织构梯度变化，越接近表面剪切织构越强。黄铜织构含量则是先增加后减少。其他轧制织构的变化与表面剪切作用有关，当剪切作用足够强时，铜织构和S织构也是先增加后减少，这就导致近表层织构达到最强。而熨压力直接影响剪切作用的大小，因此熨压力是影响织构变化的显著因素。本文还研究了2024铝合金熨压表面显微结构变化，熨压使表层晶粒细化，越靠近表面晶粒越细直至纳米晶。显微结构组织沿深度呈梯度变化，在表层为纳米晶结构，近表层为细小的亚晶结构，近基体则为位错和位错胞结构。其细化过程大致为原始晶粒内由于变形形成位错缠结和位错排列等亚结构，位错缠结逐渐向小角度晶界转变从而形成亚晶，在表面层剪切作用下，亚晶旋转为大角度晶界。熨压力显著影响表层晶粒的细化。最后，本文通过电化学试验研究了2024铝合金熨压表面抗腐蚀性能。研究表明熨压能改变铝合金表面的半导体类型，提高2024铝合金表面耐腐蚀性能。讨论并发现晶粒细化可能是提高铝合金抗腐蚀性能的主要因素。