【摘 要】
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2A12铝合金是广泛应用的航空材料,但由于长时间暴露在大气环境中,腐蚀问题不可避免,因此,机体腐蚀已经成为威胁飞机安全的重要问题之一。本文根据2A12铝合金大气腐蚀的主要影响因素,分析现有的金属材料大气腐蚀仿真研究的方法,研究了2A12在海洋大气条件下腐蚀过程。采用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics模拟了2A12在大气条件下的第二相腐蚀、钝化膜缺陷腐蚀和与AISI 4030钢直接
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2A12铝合金是广泛应用的航空材料,但由于长时间暴露在大气环境中,腐蚀问题不可避免,因此,机体腐蚀已经成为威胁飞机安全的重要问题之一。本文根据2A12铝合金大气腐蚀的主要影响因素,分析现有的金属材料大气腐蚀仿真研究的方法,研究了2A12在海洋大气条件下腐蚀过程。采用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics模拟了2A12在大气条件下的第二相腐蚀、钝化膜缺陷腐蚀和与AISI 4030钢直接接触三种情形的电化学腐蚀。定量计算了相对湿度（RH）、盐负荷密度（LD）、氧溶解度(Csol)对2A12大气腐蚀过程的影响,探索了在复杂环境下铝合金表面的腐蚀电流、电位与环境因素的关系,主要研究结果为以下几个方面:1.对于第二相腐蚀、钝化膜缺陷腐蚀,腐蚀类型均从点蚀开始,逐渐发展为局部腐蚀,直至全面腐蚀,且第二相的存在会加剧腐蚀,而缺口尺寸对腐蚀速率的影响并不明显。2.对于第二相腐蚀、钝化膜缺陷腐蚀、与AISI钢直接接触腐蚀这三种情形的大气腐蚀,金属表面局部的电流均在在阴阳极交界处达到最大值,局部电位也在交界处变化最大。对于与AISI 4030钢直接接触构成的电偶腐蚀,交界处的局部电流密度比边界处大约3-5个数量级,而局部电位从阳极到阴极不断减小,交界处减小最为快速,越远离交界处,变化越缓慢。3.对于2A12铝合金与AISI 4340钢直接接触构成的腐蚀电池,2A12的腐蚀深度几乎随着腐蚀时间的翻倍而翻倍。且其表面电流分布受电解液薄膜中氧溶解度影响最大,盐负荷密度影响次之,相对湿度影响最小,均为正向影响。其表面电位分布则受电解液薄膜中盐负荷密度影响最大,而氧溶解度与相对湿度影响很小。同时还利用COMSOL计算了2A12铝合金（阳极）表面的平均腐蚀电流密度与相对湿度,电解液薄膜中的盐负荷密度,氧溶解度之间的定量关系,结果表明阳极表面平均电流密度（腐蚀速率）先随着相对湿度的增大而增大,当相对湿度为0.96时达到最大值,随后开始后减小,且当相对湿度大于0.96之后,电解液膜中的盐负荷密度越大,电流下降越快;平均电流密度随着液膜中盐负荷密度的增大而增大,当相对湿度超过0.96之后,电流密度整体减小,且先随着盐负荷密度的增大而增大,并在盐负荷密度为5g/m~2达到最大值,之后电流密度随着盐负荷密度的增大而快速减小;而电流密度与液膜中的氧溶解度呈现出单纯的正向关系,即随着氧溶解度的增大,电流密度（腐蚀速率）不断增大。
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