2E12铝合金复杂环境下疲劳损伤行为的研究

摘要

飞机的寿命和可靠性要求航空铝合金具有优良的耐疲劳及腐蚀损伤性能，合金的微观组织与其所处的复杂服役环境对合金的疲劳裂纹扩展性能有着密切关系。本文采用疲劳裂纹扩展试验、湿热实验、热冲击实验、盐雾实验、应力腐蚀实验以及TEM、SEM和EDS分析测试手段研究了复杂环境对2E12铝合金疲劳裂纹扩展性能和组织的影响，结合实验结果对2E12铝合金在复杂环境下的疲劳裂纹扩展行为进行了分析讨论。得到主要结论如下： （1）研究热冲击－疲劳试验下合金的疲劳裂纹扩展和微观组织演变，并分析了热冲击对合金疲劳性能的影响。分析结果显示，虽然热冲击在一定程度促进GPB长大和S

目录

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声明

第一章文献综述

1.1 2×24铝合金的发展及研究现状

1.1.1 2024-2424铝合金的发展及应用

1.1.2高损伤容限2524铝合金的研究及应用

1.2 2×24合金的沉淀顺序及沉淀相

1.3服役环境对航空铝合金耐损伤行为的影响

1.3.1温度对合金耐损伤行为的影响研究

1.3.2腐蚀介质对合金疲劳行为的影响研究

1.3.3铝合金腐蚀疲劳行为研究

1.3.4飞机结构加速环境试验研究现状

1.4疲劳裂纹的研究现状

1.4.1疲劳裂纹扩展规律的描述

1.4.2疲劳裂纹萌生的主要机理

1.4.3疲劳裂纹扩展的主要机理

1.5项目的来源及研究目的和意义

第二章实验方案及分析测试手段

2.1研究路线

2.2实验合金的制备

2.3试验方法

2.3.1试样的预处理和后处理

2.3.2湿热试验

2.3.3热冲击试验

2.3.4疲劳裂纹扩展试验

2.3.5盐雾试验

2.3.6应力腐蚀试验

2.4分析测试手段

2.4.1金相分析

2.4.2扫描电镜观察

2.4.3透射电镜观察

第三章热冲击对2E12组织及疲劳裂纹扩展行为的影响

3.1热冲击对组织的影响

3.1.1热冲击样品宏观照片

3.1.2疲劳裂纹试样TEM分析

3.2热冲击对合金疲劳裂纹扩展性能的影响

3.2.1合金疲劳裂纹扩展速率da/dN-△K曲线和拟合方程

3.2.2合金的疲劳裂纹断口分析

3.3热冲击对合金疲劳裂纹扩展行为的影响机理

3.4本章小结

第四章腐蚀环境下2E12疲劳裂纹扩展行为的研究

4.1盐雾—疲劳循环下对合金组织的影响

4.1.1盐雾—疲劳样品宏观照片

4.1.2疲劳裂纹试样金相分析

4.2盐雾—疲劳循环对合金疲劳裂纹扩展性能的影响

4.2.1合金疲劳裂纹扩展性能

4.2.2合金的疲劳裂纹断口分析

4.3合金抗应力腐蚀性能

4.4腐蚀环境对合金疲劳裂纹扩展行为的影响机理

4.5本章小结

第五章加速谱下2E12组织及疲劳裂纹扩展行为的研究

5.1加速谱环境对合金组织的影响

5.1.1样品宏观照片

5.1.2试样金相分析

5.1.3疲劳裂纹试样TEM分析

5.2加速谱下合金的疲劳扩展性能

5.2.1合金疲劳裂纹扩展性能

5.2.2疲劳裂纹扩展寿命估算

5.2.3合金的疲劳裂纹断口分析

5.3加速谱下合金的疲劳裂纹扩展行为机理

5.4本章小结

第六章结论

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果