第十五届全国表面工程青年学术会议

本研究探讨了7050 铝合金在腐蚀疲劳裂纹萌生过程中的损伤时空演化规律。设计并研制了一套兼容同步辐射光源的原位腐蚀疲劳试验装置。通过该装置，实现了对腐蚀疲劳裂纹萌生过程的原位三维观测，包括蚀坑生长阶段和蚀坑向裂纹转变阶段。研究发现了三种不同的蚀坑生长方式：1）蚀坑与内部孔洞的合并；2）蚀坑与邻近蚀坑的合并；3）蚀坑周围第二相粒子颗粒的脱落。结合微观组织表征结果，进一步揭示了驱动各类蚀坑生长方式的微观机制。随后，对腐蚀坑向裂纹转变行为分析发现，该过程表现为裂纹尖端生长与腐蚀坑底部尖锐部位优先溶解交替发生的重复过程，这实验观测结果验证了广泛接受的蚀坑向裂纹转变判据。进一步地，为了阐明疲劳载荷对腐蚀坑演化的影响，建立了一个力—化学耦合的近场动力学模型，该模型解耦了疲劳载荷与腐蚀在点蚀扩展过程中的独立作用，定量证明腐蚀是驱动蚀坑生长的主导因素。然而，当点蚀与孔隙、相邻蚀坑或第二相粒子相互作用时，疲劳载荷的影响逐渐增强，且其作用强度随疲劳周次增加而加剧。本研究通过全场可视化方式揭示了腐蚀疲劳裂纹萌生过程，为深入理解其内在机制提供了新的认识，并为铝合金在腐蚀疲劳条件下损伤演化的精确预测模型建立奠定了基础。

腐蚀疲劳；蚀坑生长；裂纹萌生；近场动力学模拟；