Испытание металлических материалов авиационных двигателей на коррозию в солевом тумане
Из-за высокой температуры, высокой влажности и высокого содержания соли в морской среде проблема коррозии авиационных двигателей морского базирования особенно заметна. Несмотря на то, что некоторые испытания на коррозию в солевом тумане проводились для материалов двигателя на ранней стадии, продолжительность испытаний в основном составляет 96 часов, рекомендованных GJB 150.11A-2009 «Метод испытаний в солевом тумане для военного оборудования: метод испытаний на воздействие окружающей среды». В связи с возрастающими требованиями к коррозионной стойкости материала авиационных двигателей морского базирования, ранние сроки испытаний не могут удовлетворить требования двигателя по долгосрочной адаптивности к окружающей среде и высокой надежности материала. Поэтому в данном исследовании в качестве тестовых материалов были выбраны три типичных металлических материала, а именно нержавеющая сталь 0Crl8Ni9, алюминиевый сплав ZL114A и титановый сплав TC4 (специальная марка). В связи с увеличением количества циклов испытаний для анализа его коррозионной стойкости было выбрано испытание на коррозию в солевом тумане продолжительностью 240 часов. Коррозионные свойства и механизм коррозии трех видов материалов в условиях солевого тумана обобщены для того, чтобы обеспечить проектную основу для выбора материалов для авиационных двигателей и защитных мер в морской среде.
Материал для испытаний
В качестве испытуемых материалов были выбраны нержавеющая сталь 0Crl8Ni9 (поверхностная пассивация), алюминиевый сплав ZL114A (поверхностное анодирование хромовой кислотой) и титановый сплав TC4 (суперсорт). Среди них:а) Нержавеющая сталь 0Crl8Ni9 обычно используется на рынке коммерческой нержавеющей стали, содержание кремния (Si) в ней составляет менее 0,9% (массовая доля, как ниже), содержание марганца (Mn) составляет около 1,95%, но также после обработки раствором, отжига и стабилизационной обработки.
б) Содержание титана (Ti) в алюминиевом сплаве ZL 1 14 A составляет от 0,10 до 0,20%, без добавления бериллиевого элемента (Be), с низким содержанием примесей и отличными эксплуатационными характеристиками.
В) титанового сплава ТС4 (супер) химический состав: железо (Fe) < 0.30%, carbon (c) < 0.10%, nitrogen (N) < 0.05%, hydrogen (H) 0.015%, or less oxygen (0) of 0.20% or less, 5.5 ~ 6.8% aluminum (AI), vanadium (V) 3.5 ~ 4.5%.
Размер испытуемого образца составляет примерно 100 мм х 100 мм х 5 мм. Три материала были очищены спиртом и сверхчистой водой перед испытанием на коррозию в солевом тумане. После очистки их просушивают холодной водой и помещают в чистую тестовую емкость.
Метод испытания в солевом тумане
В соответствии с GJB 150.11A-2009 «Метод испытаний военной техники на воздействие окружающей среды» для проведения испытаний в солевом тумане использовалась машина для проверки в солевом тумане. Температура солевого тумана была отрегулирована до 35°C±2°C, pH составил 6,5 ~ 7,2, а 24-часовое смачивание распылением + 24-часовая сушка была циклом. Испытание на коррозию в солевом тумане проводилось в течение 2 циклов (96 часов), 4 циклов (192 часа) и 5 циклов (240 часов) соответственно. Для того, чтобы скорость осаждения солевого раствора составляла (1-3) мл / (80 см2*ч), скорость осаждения в солевом тумане и значение pH раствора измеряют не реже одного раза в 24 часа в течение всего периода распыления. После 5-кратного повторения 3 таблетки были извлечены для наблюдения через 96 часов, 192 часа и 240 часов соответственно, и были оценены коррозионные характеристики в солевом тумане. После теста очистите поверхность испытуемого образца спиртом и просушите его холодным воздухом. Образцы коррозии в солевом тумане были изучены и проанализированы с помощью визуального осмотра, взвешивания, рентгеновской дифракции (XRD) и сканирующей электронной микроскопии (SEM).Заключение
• При более длительной продолжительности испытаний на коррозию в солевом тумане, местная коррозия испытательного образца из нержавеющей стали 0Crl8Ni9, площадь коррозии очень мала. Дифракционный пик изменяется, положение немного смещается, а ширина пика Crl.07Fel8.93 становится больше. Причина в том, что включение небольшого количества продуктов коррозии приводит к ухудшению кристалличности, меньшему количеству продуктов коррозии, а также не обнаруживаются соответствующие оксиды. Нержавеющая сталь 0Crl8Ni9 может соответствовать требованиям коррозионных свойств материала в общей среде солевого тумана, если вам необходимо использовать в более суровой среде солевого тумана, необходимо рассмотреть возможность добавления защитных мер.• Алюминиевый сплав ZL114A подвергается серьезной коррозии в условиях солевого тумана, а скорость коррозии самая высокая. По мере того, как время солевого тумана становится длиннее, площадь коррозии увеличивается, и оксиды коррозии не обнаруживаются, а коррозия в основном представляет собой межкристаллитную коррозию. При использовании в условиях солевого тумана следует увеличить защиту поверхности.
• Титановый сплав TC4 (экстра сорт) имеет самую низкую скорость коррозии, за исключением небольшой коррозии в дефекте, вызванном обрабатываемой деталью, в остальных деталях не было замечено коррозии, а продукты коррозии не были обнаружены при фазовом анализе. Титановый сплав TC4 (специальный сорт) обладает отличной коррозионной стойкостью и не может использоваться в среде солевого тумана для улучшения защиты поверхности обработки коррозионной стойкости.
• Коррозионная стойкость 3 видов металлических материалов: ТС4 (специальная марка), титановый сплав > 0 Crl8Ni9, нержавеющая сталь > алюминиевый сплав ZL114A.
• В результате 240-часового испытания в солевом тумане коррозионная стойкость трех металлических материалов: титановый сплав TC4 (суперсорт) лучше, чем у нержавеющей стали 0Crl8Ni9 лучше, чем у алюминиевого сплава ZL114A. Титановый сплав TC4 (специальный сорт) обладает отличной коррозионной стойкостью, а меры защиты поверхности не могут использоваться в среде морского солевого тумана; Нержавеющая сталь 0Crl8Ni9 обладает хорошей коррозионной стойкостью, а меры пассивации могут использоваться в условиях морского солевого тумана. Если требования к использованию более длительные, необходимо усилить меры по защите поверхности, такие как покраска; Алюминиевый сплав ZL114A обладает общей коррозионной стойкостью. В дополнение к обработке анодированием поверхности, при использовании в среде морского солевого тумана следует добавить меры защиты поверхности, такие как покраска.
