6005A-5083异种铝合金焊接接头的耐蚀与疲劳性能研究

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cs_200901
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
铝合金由于密度低、比强度高、成形性好,现已成为制造新型高速列车车体的首选材料。铝合金焊接结构件在列车上的应用广泛,由于接头区域的成分与组织差异显著,往往成为其最薄弱的部位,在使用过程中产生腐蚀损伤与疲劳损伤,影响列车安全运行。特别是异种铝合金焊接结构,各区域合金成分、晶粒大小、第二相粒子分布等均有差异,导致电化学性质不均匀,使焊接接头的腐蚀敏感性增加,易在循环载荷的耦合作用下产生腐蚀疲劳开裂。异种铝合金焊接接头受不同腐蚀环境影响,发生腐蚀的位置尚无定论,从基材区到焊核区都有发生腐蚀导致疲劳失效的可能,内在原因仍需进一步澄清。因此,本课题以轨道交通用6005A-5083异种铝合金焊接接头为研究对象,对其微观组织特征、力学性能、耐蚀性能及疲劳性能进行系统研究,探明接头的腐蚀敏感性,揭示接头发生疲劳性能退化的薄弱部位与关键因素,本课题能够为轨道交通用异种铝合金焊接接头的耐蚀性与疲劳性能研究提供理论与实验支撑。主要结论如下:6005A-5083接头在焊接过程中,焊丝中的Mg元素向6005A热影响区(6005A-HAZ)扩散,在该区域产生过量Mg的固溶强化,同时受焊接热的影响,6005A-HAZ内部均匀分布的β"相发生粗化,在上述两重因素的综合作用下,6005A-HAZ出现明显的硬度软化区,硬度最低值为51HV。6005A-5083焊接接头的平均屈服强度、拉伸强度和伸长率分别为149.8MPa、196.3MPa和5.1%。所有拉伸试样均断裂在6005A-HAZ中的硬度最低值处,说明该软化区为焊接接头发生拉伸断裂的薄弱部位。6005A-5083焊接接头各区域的晶间腐蚀与剥落腐蚀敏感性从低到高分别为WZ区<6005A-HAZ<6005A-BM<5083-HAZ<5083-BM。电化学分析表明,焊接接头不同区域的腐蚀电位不同,在腐蚀溶液中会产生电耦合效应。其中WZ区的腐蚀电位最高(-1.088V),5083-BM区的腐蚀电位最低(-1.322V),因此在腐蚀原电池中,5083-BM(阳极)表现出加速腐蚀以保护WZ(阴极)。焊接接头的慢应变速率拉伸结果表明,其对于3.5wt.%Na Cl溶液不具有应力腐蚀敏感性,应力腐蚀断裂位置同样位于6005A-HAZ软化区,断口呈现拉伸断裂特征。焊接接头在三种不同盐度和酸度的腐蚀溶液中的抗晶间腐蚀性能不同,晶间腐蚀裂纹扩展对HCl溶液更敏感,5083-BM区的晶间腐蚀深度最大。无腐蚀条件下,6005A-5083焊接接头的疲劳极限应力为96MPa,焊合区的缺陷为疲劳试样开裂的主要因素。当接头存在晶间腐蚀裂纹时,发现当腐蚀深度<248μm时,焊接缺陷仍是决定断裂位置的主导因素,疲劳性能退化的薄弱区域为WZ区;而当腐蚀深度>248μm时,5083-BM区域的晶间腐蚀裂纹将成为疲劳开裂的主裂纹,导致疲劳开裂位置的改变。6005A-5083焊接接头的腐蚀损伤容限248μm,可作为该接头实际使用中检修和维护的评估依据。
其他文献
碳点作为一种新型的发光碳纳米材料,因其发光波长可调、生物相容性好、稳定性高、生物毒性低等特点,使其在光电器件、生物成像、照明显示、信息加密等方面有着广泛的应用。然而,在紫外/可见光激发下,碳点除了荧光特性之外还有磷光特性,这使得它们成为一类具有广泛应用前景的发光纳米材料。与荧光材料不同,磷光材料具有长的发光寿命、大的斯托克斯位移、无背景荧光干扰,而且对环境的高灵敏度使它们非常适合于各种不同的应用,
学位
作为一种新型结构材料,多主元高熵合金(HEA)自提出以来就得到了国际上的广泛关注。近年来国际上逐渐达成共识,尽管HEA性能优异,但替代传统结构材料可能性较小。而开发一些特定领域,如高温、耐蚀等,应用的HEA更为现实,因而高熵合金及其复合材料的高温性能得到了较高重视。作为最具代表的HEA之一,等原子比CoCrFeMnNi因兼具良好塑性与强度而得到广泛研究,可以当作理想的复合材料的基体。CoCrFeM
学位
学位
单原子催化剂(Single-atom catalysts,SACs),由于其对许多重要的化学过程具有很高的催化效率和选择性,因此在异质催化中广受关注。目前主流催化剂主要是d-block的贵金属如Pt和Pd基SACs,但这些过渡金属(transition metal,TM)活性中心一般需要稳定在缺陷表面、台阶边缘和合金上,并且价格昂贵,难以在商业中广泛应用。近年来,以p-block元素为活性位点的非
学位
报纸
电子烟由于其不含焦油、一氧化碳、二氧化碳等有害物质使得在烟草领域得到了迅速发展。电子烟加热丝的常用工作温度为300~400℃,即对应的电阻率约为103μΩ·cm(基于电子烟电池功率和加热丝几何尺寸估算),传统的电阻丝材料,由于较小的电阻率,产生的热量过大,难以维持正常工作温度。为了制备出能够直接加热的电阻丝材料,我们选择高电阻率的CoCrFeMnNi高熵合金(电阻率为102μΩ·cm),将其与导热
学位
云南省一株鼠疫菌,所含的6Mdal质粒可形成二聚体,其功能不变。
期刊
学位
随着小区式居住形态的普遍化,化解社区中的物业冲突是实现基层社会治理现代化必须要面对的痛点问题。由于物业冲突原因的复杂性,只有把物业纳入社区共治体系才能找到妥善解决的出路。本文通过调查T小区的“红色物业”,发现党建引领下的因势创能是实现社区物业共治的有效路径。从优势定位出发,确立党建引领的元治理框架,充分发掘社区多元主体的治理优势,并通过党建嵌入下的共建平台、党社协同下的共创规则、党群联动下的共同控
期刊
S355钢作为一种应用广泛的结构钢,其产量与需求量非常巨大。目前,国内钢厂面临节能限产的迫切要求,简化生产流程、提高生产效率变、降低生产成本成了S355钢生产过程中面临的非常严峻的问题。鉴于此,本文以Ti、Nb微合金化的S355钢为研究对象,使用热力学软件对给定成分的实验钢进行模拟计算,并根据计算结果进行晶粒长大实验和热送热装实验,通过微观组织观察及力学性能测试,获得最佳热送热装和再加热工艺,以期
学位