7050高強度鋁合金氫致開裂機理研究.pdf

1、7050高強鋁合金，具有密度小、強度高、加工性能好及焊接性能優(yōu)良等特點，是重要的輕質高強結構材料，廣泛地應用于航空工業(yè)及民用工業(yè)等領域，然而7xxx系列鋁合金的氫致開裂行為（HIC）是限制其應用和發(fā)展的一個重要的因素。本文采用電化學陰極滲氫、慢應變速率拉伸試驗(SSRT)、定氫儀和掃描電子顯微鏡(SEM)，X射線衍射（XRD）、電化學腐蝕實驗等手段研究了不同時效狀態(tài)7050鋁合金預充氫后的機械性能及氫致開裂行為，并應用自由電子理論計算了

2、氫對鋁合金晶界上原子結合力及結合能的影響。同時，采用流變應力差值法，研究了不同時效狀態(tài)7050鋁合金在不同充氫電流密度下的氫致附加應力（σad）以及其對合金的氫脆特性的影響。得出的結論主要如下：
　　(1)合金試樣預充氫后，機械性能下降，且在同一時效狀態(tài)下，合金充氫后，試樣中的氫含量隨充氫時間的延長或充氫電流密度的增大而增大，氫脆敏感性也隨充氫時間延長或電流密度的增大而越敏感。
　　(2)試樣充氫后，進入合金基體的氫在鋁合金

3、晶界上發(fā)生了偏聚，氫的偏聚增大了晶胞點陣常數，降低了晶界原子的平均結合能和原子間的結合力，從而使合金氫脆敏感性(IHE)增加。
　　(3)合金預充氫后，會產生一個附加拉應力，即氫致附加應力（σad），在同一時效狀態(tài)下，氫致附加應力隨氫濃度的增加而線性升高，即欠時效：σad=-1.61+9.93×105 CH，峰時效：σad=-1.55+9.67×105 CH，過時效：σad=-0.16+9.35×105 CH。
　　(4)氫

4、致附加應力與外應力疊加，促進局部塑性變形，進而可促進氫致裂紋的形核和擴展，試樣氫脆更為明顯，從而表明合金氫脆敏感性與氫致附加應力有很強的相關性。
　　(5)時效狀態(tài)對合金的機械性能及氫脆敏感性也有一定的影響，在同一充氫條件下，欠時效狀態(tài)下的鋁合金抗拉強度、延伸率最低，且預充氫后進入試樣的氫含量最高，氫脆效應也最明顯；過時效抗拉強度最高，預充氫后試樣的氫含量最低，氫脆效應最弱，峰時效居中。
　　(6)預充氫試樣的極化曲線顯示，