阿洛丁化学氧化与铬酸阳极氧化技术对铝合金疲劳性能的影响

bb20920d · 发表于 2022-4-19 15:52:06

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雅宝题库解析：
航空铝合金在使用前，需要进行表面氧化处理，使之形成一层致密、规则、防护性能优、漆膜结合力强的氧化膜。研究发现表面氧化处理对铝合金疲劳性能是有影响的，本课题选择包铝2024铝合金和包铝7075铝合金作为研究对象，探讨阿洛丁化学氧化（Alodine）与铬酸阳极氧化（CAA）工艺对铝合金基体抗蚀行为和疲劳性能的影响及作用机理，为铝合金材料的表面处理技术选择优化提供数据支持和理论依据。本文采用盐雾法、极化曲线测量和电化学阻抗谱（EIS）分析等方法考察Alodine与CAA标准工艺对铝合金基体抗蚀行为的影响。通过测量未处理空白试样、Alodine处理试样和CAA处理试样的疲劳S-N曲线，获得了三种试样的疲劳极限值。使用扫描电子显微镜（SEM）观察疲劳断口形貌和裂纹源，分析三种试样断口的形貌特征。使用应力测试仪测量三种试样表面残余应力，考察不同表面氧化技术产生表面残余应力的类型和大小及其对材料疲劳性能的影响。结果表明，Alodine膜和CAA膜均具有优良的耐蚀性能，在盐雾336h后表面没有出现明显的点蚀。考察疲劳性能，包铝2024铝合金基体，Alodine试样的疲劳极限约为148MPa，较空白试样降低了1.33%；CAA试样的疲劳极限约为145MPa，降低了3.33%。包铝7075铝合金基体，Alodine试样的疲劳极限约为158MPa，较空白试样降低了1.25%；CAA试样的疲劳极限约为156MPa，降低了2.5%。表面氧化处理后形成的氧化膜使基体存在持续的张应力，使基体在加载过程中倾向于出现裂纹，且裂纹出现后，在受循环应力的过程中来不及完全闭合，抗裂纹扩展的能力也下降；阿洛丁化学氧化膜本身的微裂纹容易成为裂纹萌生的起点，且其成膜反应后残留下来的Al-Cu-Fe-Mn相能诱发疲劳裂纹，使得基体疲劳性能下降；铬酸阳极氧化膜有较大的脆性，受力情况下容易发生开裂，开裂后裂纹穿过氧化膜层达到基体，进一步诱发基体裂纹的萌生，使得基体疲劳性能下降。

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