东北大学学报（自然科学版）

东北大学学报:自然科学版 ›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (7): 969-974.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2016.07.013

• 机械工程 • 上一篇    下一篇

航空铝合金预腐蚀疲劳寿命退化规律

周松1， 谢里阳1， 回丽2， 王磊2   

  1. (1. 东北大学 机械工程与自动化学院， 辽宁 沈阳110819； 2. 沈阳航空航天大学 航空制造工艺数字化国防重点学科实验室， 辽宁 沈阳110136)
  • 收稿日期:2015-04-24 修回日期:2015-04-24 出版日期:2016-07-15 发布日期:2016-07-13
  • 通讯作者: 周松
  • 作者简介:周松(1987-)，男，浙江永康人，东北大学博士研究生; 谢里阳(1962-)，男，安徽岳西人，东北大学教授，博士生导师; 回丽(1965-)，女，辽宁鞍山人，沈阳航空航天大学教授.
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目(51175072)； 辽宁省教育厅高等学校科学研究项目(L2014065)； 沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室开放基金资助项目(SHSYS2015002).

Fatigue Life Degenerating Rule of Pre-corroded Aviation Aluminum Alloy

ZHOU Song1， XIE Li-yang1， HUI Li2， WANG Lei2   

  1. 1. School of Mechanical Engineering & Automation， Northeastern University， Shenyang 110819， China； 2. State Key Laboratory for Aviation Digital Manufacturing Process， Shenyang Aerospace University， Shenyang 110136， China.
  • Received:2015-04-24 Revised:2015-04-24 Online:2016-07-15 Published:2016-07-13
  • Contact: XIE Li-yang
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摘要： 航空铝合金材料在服役过程中常因腐蚀损伤而导致疲劳断裂问题，通过采用扫描电镜及疲劳寿命测试等方法，研究了不同预腐蚀损伤对2xxx铝合金在不同应力比下疲劳寿命的影响，探讨了预腐蚀损伤对疲劳裂纹萌生扩展的影响机理.结果表明:预腐蚀损伤对2xxx铝合金材料疲劳寿命的影响显著，材料的疲劳性能随着腐蚀损伤程度的增加而明显下降.同时建立了预腐蚀损伤对材料疲劳极限的影响系数C-T-R模型，材料疲劳极限的影响系数C随着预腐蚀时间的增加或者应力比R的增加而变大.断口分析表明，预腐蚀损伤的存在导致裂纹萌生寿命大大缩短，裂纹萌生由单源转变为多源，并且均萌生于腐蚀坑处.

关键词: 铝合金, 预腐蚀损伤, 腐蚀坑, 疲劳寿命, C-T-R模型, 断口分析

Abstract: Fatigue fracture usually happens in service process because of the corrosion damage for aerospace aluminum alloy. The effect of pre-corrosion damage on the fatigue life of 2xxx aluminum alloy without clad layers under different stress ratio was studied using stereo microscope， SEM and fatigue tests. The affecting mechanism of pre-corrosion damage on the initiation and propagation of fatigue crack was also discussed. The results show that pre-corrosion damage has a significant effect on the fatigue performance， i.e. fatigue strength decreases with the increase of pre-corrosion extent. A C-T-R effect model of pre-corrosion defect on the fatigue limit was proposed. The fatigue limit effect factor C increases with the increase of pre-corrosion time or stress ratio R. Fracture analysis shows that the pre-corroded damage would result in the emergence of crack changing from single source to multiple sources and the crack initiation life would decrease because of the pre-corroded damage.

Key words: aluminum alloy, pre-corrosion damage, corrosion pit, fatigue life, C-T-R model, fracture analysis

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