Page 90 - 理化检验-物理分册2023年第二期
P. 90

杨 兵: 飞机舵机壳体裂纹产生原因


            织, 棒材在热挤压过程中, 在一定的挤压温度和挤压                          现开裂漏油的主要原因。
            比下, 在变形的同时可能发生动态再结晶                  [ 4-7 ] 。由于       建议设计增加传感器孔壁厚度, 减小壳体孔壁
            铝合金的层错能较高, 并不易发生动态再结晶                     [ 8-9 ] ,  所受的油压应力; 建议选用正常批次组织的材料, 或
            因此7A04铝合金再结晶形核方式是通过挤压变形                            各向性能更高的铝合金锻材, 提高材料的力学性能;
            过程获得较大的热激活能与应变能, 经过亚晶转动、                           建议选用对疲劳寿命影响小的阳极化工艺, 进一步
            聚合形核完成不连续动态再结晶                 [ 10-11 ] 。正常批次     提高壳体的疲劳寿命。
            材料可见枝晶网状晶界特征, 固溶处理时, 枝晶间组                          参考文献:
                                                    )
            织溶 入 α ( Al ) 基 体, 残 留 的 S ( Al 2 CuM g 相、 T
                        ) 相 沿 晶 界 分 布   [ 12 ] , 时 效 处 理 时      [ 1 ]  蔡刚毅, 吕 广 庶, 马 壮, 等.Al-Zn-M g -Cu 铝 合 金
            ( Al 2M g 3 Zn 3                             η
                                                     ) 相析           ECAP变形后的组织和性能[ J ] . 轻合金加工技术,
                                            η
            ( M g Zn 2 ) 相弥散析出, 而晶界处无 ( M g Zn 2
                                                                    2008 , 36 ( 4 ): 45-48 , 57.
            出, 呈现出白色网状组织形态。可见, 不同厂家生产
                                                                [ 2 ]  陈灵, 何欢, 符跃春, 等. 双级固溶处理对 7A04 铝合
            的挤压棒材会由于棒坯状态、 挤压工艺及热处理工
                                                                    金组织与力学性能的影响[ J ] . 机械工程材料, 2017 ,

            艺的不同而出现不同的组织特征。 GJB2054A —
                                                                    41 ( 4 ): 98-102.
            2018对显微组织的要求是不允许有过烧, 因此两批                           [ 3 ]  潘占.7050铝合金端框接头断裂原因分析[ J ] . 理化

            材料组织虽存在差异, 但均是符合标准要求的。                                  检验( 物理分册), 2019 , 55 ( 7 ): 498-500 , 511.
                 材料组织的差异将导致力学性能的不同, 由材                          [ 4 ]  陈俊东, 颜银标, 申小平, 等. 固溶处理对多向锻造
            料力学性能测试数据可见, 虽然故障批次材料的纵                                 7A04铝合金组织和性能的影响[ J ] . 有色金属工程,


            向力学性能指标符合 GJB2054A — 2018要求, 但其                         2016 , 6 ( 5 ): 1-4.
                                                                [ 5 ]  蔡刚毅, 吕 广 庶, 马 壮, 等.Al-Zn-M g -Cu 铝 合 金
            他性能存在差异, 横向强度及断后伸长率低于正常
                                                                    ECAP变形后的组织和性能[ J ] . 轻合金加工技术,
            批次材料。对液压产品而言, 腔体内壁各方向承受
                                                                    2008 , 36 ( 4 ): 45-48 , 57.
            相同油压作用, 横向性能降低将影响结构性能。故
                                                                [ 6 ]  薛勇, 赵熹, 杨治辉, 等. 扩挤变形对 7A04 铝合金组
            障批次材料较正常批次材料的断裂韧性以及疲劳寿
                                                                    织与性能的影响研究 [ J ] . 兵器材料科学与 工 程,
            命低, 表明更易产生疲劳裂纹, 并且裂纹寿命将更
                                                                    2016 , 39 ( 6 ): 55-59.
            短。故障批次材料力学性能的降低导致传感器孔壁                              [ 7 ]  YANGQY.Effectsofstrainrateonflowstressbehavior











            裂纹多源萌生并疲劳扩展, 导致壳体漏油。                                    andd y namicrecr y stallizationmechanismofAl-Zn-M g -Cu

                 通常对铝合金材料进行阳极化处理, 以生成氧                              aluminum allo ydurin ghotdeformation [ J ] .Materials

            化铝保护膜来进行表面防护              [ 13 ] 。不同的阳极化表               ScienceandEn g ineerin g : A , 2016 , 662 : 204-213.

            面处理工艺对材料的疲劳性能也有影响。研究显                               [ 8 ]  GRIMES R , STOWELL M J , WATTS B M.

            示, 对于铝合金材料,硫酸阳极化明显降低了材料                                 Su p er p lastic aluminium-based allo y s [ J ] . Metals


                                                                    Technolo gy , 1976 , 3 ( 1 ): 154-160.

            的疲劳极限,而铬酸阳极化使材料的疲劳极限下
                                                                [ 9 ]  张德闯, 陈杰, 郑理, 等. 铝合金组织特性在挤压成形
            降,硼酸 - 硫酸阳极化不降低材料的疲劳极限                     [ 14 ] 。

                                                                    过程中的响应行为[ J ] . 铸造技术, 2017 , 38 ( 6 ): 1388-
            壳体材料表面处理工艺为硫酸阳极化, 因此通过改
                                                                    1391 , 1396.
            进阳极化工艺, 也可进一步提高零件的疲劳寿命。                            [ 10 ]  李大乔, 颜银标, 张頔. 多向锻造对7A04铝合金组织

                                                                    与性能的影响[ J ] . 有色金属工程, 2014 , 4 ( 4 ): 26-29.
            3 结论及建议
                                                               [ 11 ]  薛杰, 王有为, 张志豪, 等. 挤压温度对 Al-Zn-M g -Cu
                 壳体裂纹均为疲劳裂纹, 裂纹源为多源, 位于传                            合金动态再结晶、 时效组织和力学性能的影响[ J ] . 中

            感器孔壁, 疲劳扩展至套筒安装孔第一环槽或第二                                 国有色金属学报, 2017 , 27 ( 11 ): 2204-2211.
                                                               [ 12 ]  梁岩, 孙荣滨.7A04 铝合金铸锭均匀化热处理研究
            环槽处, 导致壳体漏油。故障批次材料的化学成分

                                                                    [ J ] . 轻合金加工技术, 2008 , 36 ( 8 ): 9-14 , 21.

            和力学性能符合 GJB2054A — 2018 的要求。故障
                                                               [ 13 ]  于凤梅, 杨薛军, 张科伟, 等. 表面处理技术在航天材
            批次材料与正常批次材料的组织特征存在差异。故
                                                                    料中的应用[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2018 , 54 ( 6 ):
            障批次材料的横向抗拉强度、 横向屈服强度、 横向断
                                                                    411-417.
            后伸长率、 室温轴向断裂韧度以及疲劳性能均低于                            [ 14 ]  蔡健平, 李斌, 刘明辉, 等. 阳极化对航空铝合金疲劳
            正常批次材料, 是导致壳体疲劳寿命缩短、 批次性出                               性能的影响[ J ] . 航空材料学报, 2007 , 27 ( 2 ): 25-28.
             7 4
   85   86   87   88   89   90   91   92   93   94   95