飞机用钛-钢搭接件腐蚀仿真预测与验证研究

• 作者: 卞贵学 吴省均 张勇 张柱柱 王安东 陈跃良 黄海亮
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 电偶腐蚀 腐蚀仿真 搭接件 异种金属 腐蚀形貌 局部电流密度分布 电位分布
• 年，卷（期）: 2018,（10）
• 所属期刊栏目: 表面失效及防护
• 页码范围: 172-179
• 页数: 8页
• 分类号: TG172.2|V252
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2018.10.023

摘要

目的 通过有限元仿真,预测飞机用钛-钢搭接件腐蚀部位和腐蚀深度.方法 采用动电位极化,测得温度为40℃、pH=4.0的5％NaCl溶液中TC18钛合金、30CrMnSiNi2A高强度钢和30CrMnSiNi2A镀锌钢三种材料的极化曲线.以极化曲线及其拟合的电化学动力学参数作为边界条件,建立异种材料搭接件电偶腐蚀仿真模型.通过模型计算分别得到镀锌层完好和镀锌层完全破坏后的表面电位分布和局部电流密度分布,并与实验室腐蚀试验结果进行对比.结果 腐蚀前期,镀锌钢紧固件表面优先发生腐蚀,表面镀锌层腐蚀从点蚀开始,并慢慢扩大,逐渐由局部腐蚀发展成均匀腐蚀;直到第5周期镀锌层基本完全破损,紧固件30CrMnSiNi2A基材裸露,30CrMnSiNi2A由初始时的阴极极性转变为阳极极性,并与TC18钛合金形成新的电偶对,腐蚀在钢板表面迅速扩展.将第3周期和第7周期腐蚀试验后搭接区的腐蚀形貌分别与镀锌层完好和镀锌层完全破损的仿真电位分布结果进行对比,可以看出,腐蚀形貌与低电位区的几何形状基本类似.根据法拉第定律,结合电流密度分布,预测腐蚀区域腐蚀深度,并与第3周期和第7周期腐蚀试验结果进行对比分析,结果发现,模型预测的腐蚀深度与第3周期和第7周期腐蚀试验结果相吻合.结论 试验结果与仿真结果具有较好的一致性,从而证明了仿真模型的正确性.