【摘 要】
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铝锂合金由于其优秀的力学性能,被认为是如今航天航空业中新兴之材。当铝锂合金用于制造航天或者航空机械的结构件时,不同的结构件需要相应的强度以及延展性。所以铝锂合金通常需要先进行过热处理来改进结构件的强度以及延展性,但是另一方面热处理工艺会影响合金的防腐性能。此外由于飞机机内结构复杂,容易为微生物的繁衍提供条件,使得飞机内的结构件受到腐蚀损伤,造成结构件强度以及塑性和韧性的下降从而造成结构件寿命的下降
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铝锂合金由于其优秀的力学性能,被认为是如今航天航空业中新兴之材。当铝锂合金用于制造航天或者航空机械的结构件时,不同的结构件需要相应的强度以及延展性。所以铝锂合金通常需要先进行过热处理来改进结构件的强度以及延展性,但是另一方面热处理工艺会影响合金的防腐性能。此外由于飞机机内结构复杂,容易为微生物的繁衍提供条件,使得飞机内的结构件受到腐蚀损伤,造成结构件强度以及塑性和韧性的下降从而造成结构件寿命的下降影响飞机的安全性。基于铝锂合金广泛的应用性,因此有必要对铝锂合金的防腐性能以及其剩余强度展开研究,以此为后续的铝锂合金防腐性能以及应用研究提供一定的参考。本文以2060新型铝锂合金为研究对象,通过电化学测试法,表面观察法和腐蚀坑测量等方法对合金的防腐性能进行研究;通过拉伸试验研究了合金的剩余力学性能以及腐蚀损伤的影响。本文的具体研究内容和主要结论如下:通过电化学测试法得出3种热处理态2060铝锂合金在Sulfate-Reducing Bacteria（SRB）溶液中的极化曲线以及电化学阻抗谱以及其拟合数据,得出了3种不同热处理态铝锂合金的电流密度分别为:2060-T8铝锂合金是13.32μA/cm~2,2060-T4铝锂合金是2.769μA/cm~2,2060-T6铝锂合金是9.541μA/cm~2;其腐蚀特性的大小为2060-T4铝锂合金＜2060-T6铝锂合金＜2060-T8铝锂合金。观察各热处理态浸泡在SRB溶液中不同天数后的电化学阻抗谱以及拟合后的数据,再结合后续合金腐蚀的形貌可知腐蚀大致可以分为3个阶段:第一阶段,合金的腐蚀速度较快,是由于在此阶段内由于合金表面还未生成生物膜,所以导致合金直接被溶液中的腐蚀性元素腐蚀。第二阶段,腐蚀速度较慢,由于此在生物膜生成后,而生物膜具有的一定的保护作用。第三阶段,腐蚀速度相比于第二阶段有所回升,这是由于在此阶段合金表面的生物膜有所破坏导致其抗腐蚀性能的下降,加之生物膜内部由于BCSR理论也会造成额外的金属腐蚀。合金中的铜元素会导致合金表面的硫酸环菌聚集趋势的改变。不同热处理态的铝锂合金表面的生物膜生长速度也各不相同,研究中生物膜生长的速度为:2060-T8铝锂合金＞2060-T6铝锂合金＞2060-T4铝锂合金,而生物膜生长速度的不一致,也会导致不同热处理态后续腐蚀程度的不同。并且通过XPS分析发现铝锂合金表面生成的腐蚀膜的成分为Al（OH）3以及Al2O3,Al2S3,其中主要成分为Al（OH）3,且3种铝锂合金的XPS结果表明不同的热处理态只能影响腐蚀产物的多少,但是并不会影响腐蚀产物的种类。通过研究3种热处理态2060铝锂合金预腐蚀试样进行拉伸试验,探究了合金剩余力学性能的变化规律。研究表明,随着浸泡腐蚀时间的延长,三种热处理态的铝锂合金的力学性能均出现了不同程度的下降。此外通过与腐蚀坑深度的拟合,建立了合金剩余强度与腐蚀坑深度间的关系,得到线性方程拟合公式,表明腐蚀损伤是合金剩余强度变化的主要因素。
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