海洋工程及船用ZCuAl9Fe4Ni4Mn2铜合金的腐蚀疲劳性能研究

• 作者: 潘一帆 郭桦 苑伟 刘乐乐 王军亮 马江南 郁炎 中国船舶集团有限公司第七二五研究所
• 来源期刊: 铜业工程
• 关键词: ZCuAl9Fe4Ni4Mn2铜合金 腐蚀疲劳 裂纹扩展 断口形貌
• 年，卷（期）: 2023,（3）
• 所属期刊栏目: 材料制备与加工工程
• 页码范围: 74-78
• 页数: 5页
• 语种: 中文

摘要

研究了海洋工程及船用主干材料ZCu Al9Fe4Ni4Mn2铜合金的腐蚀疲劳性能。采用旋转弯曲疲劳试验机、电液伺服材料试验机、扫描电子显微镜(SEM)分析和测试ZCu Al9Fe4Ni4Mn2铜合金的腐蚀疲劳强度、腐蚀疲劳裂纹扩展速率、腐蚀疲劳裂纹扩展路径和腐蚀疲劳断口形貌。得到在1×107循环周次下，ZCu Al9Fe4Ni4Mn2铜合金的条件疲劳强度为204 MPa；在90%置信度、10%失效概率下，ZCu Al9Fe4Ni4Mn2铜合金的腐蚀疲劳强度为185.91 MPa；在载荷比(R)=0.1条件下，ZCu Al9Fe4Ni4Mn2铜合金的Paris公式为da/d N=1.7670×10-12×ΔK5.8899。腐蚀疲劳裂纹萌生于试样表面腐蚀坑处，以河流状花样扩展，扩展路径上会出现二次裂纹，裂纹扩展会经历第Ⅰ阶段、第Ⅱ阶段、高速扩展直至断裂阶段。疲劳条带一般出现在裂纹的第Ⅱ扩展阶段，这个阶段裂纹扩展速率中等，服从Pairs幂律关系，疲劳裂纹的扩展方向垂直于疲劳条带。该研究可为评估海洋工程及船用ZCu Al9Fe4Ni4Mn2铜合金构件的使用寿命提供重要参考。