Al-Zn-Mg-Cu合金

氢致开裂机制

内外氢复合作用诱发应力腐蚀开裂，通过原位3D表征揭示了氢浓度超过临界值导致η-MgZn2析出相纳米级解理，进而引发宏观裂纹萌生与扩展。

Tang, Jianwei · Ya-Fei, Wang · Fujihara, Hiro · Shimizu, Kazuyuki · Hirayama, Kyosuke · Ebihara, Kenichi · Akihisa, Takeuchi · Masayuki, Uesugi · 71669278

Scripta Materialia 2024

技术优势

裂纹萌生条件明确

潜在裂纹区域氢浓度超过临界值才会萌生和扩展，而氢致η-MgZn2析出相纳米级解理是宏观开裂的直接原因。

氢影响区可定位

外部氢在裂纹尖端附近形成梯度分布的氢影响区，使合金在水环境中更敏感，为评估环境氢致开裂风险提供了空间分布依据。

内部氢参与开裂

预存的内部氢在塑性变形中被驱动至裂纹尖端，同时促进裂纹的萌生和扩展，说明不可忽视材料内部氢的影响。

应用场景

• 航空铝合金结构：厘清氢致应力腐蚀开裂机制，为航空铝合金结构在含氢环境下的寿命预测和防护提供依据。
• 飞机蒙皮：揭示飞机蒙皮在水环境中的氢致开裂敏感性，指导表面处理和密封设计以延缓开裂。
• 机械结构件：明确内部氢在载荷下向应力集中处迁移并促进开裂，为含氢机械结构件的安全评估提供判据。