中性鹽霧腐蝕對AA 6061-T6鋁合金沖擊疲勞壽命的影響研究

楊強(qiáng) 高鵬 何肖 仇振國 劉新 韓康寧 白春玉 朱亞新

摘要：航空鋁合金材料在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常受到環(huán)境腐蝕與重復(fù)沖擊載荷的聯(lián)合作用，出現(xiàn)腐蝕損傷并引發(fā)沖擊疲勞破壞。本文通過鹽霧腐蝕試驗(yàn)、落錘沖擊試驗(yàn)、SEM掃描表征等方法，研究了在不同鹽霧腐蝕時(shí)長下AA 6061-T6鋁合金的腐蝕損傷，以及不同沖擊能量對AA 6061-T6鋁合金缺口三點(diǎn)彎曲試樣的沖擊疲勞壽命的影響，并探討了鹽霧腐蝕對材料的沖擊損傷機(jī)理的影響。試驗(yàn)結(jié)果顯示，試樣U形缺口處的損傷程度隨著鹽霧腐蝕時(shí)長的增加而加劇，腐蝕時(shí)間越久，點(diǎn)蝕坑越深，并伴隨生成大量的腐蝕微裂紋；隨著沖擊能量增加，缺口三點(diǎn)彎曲試樣的沖擊疲勞壽命呈明顯降低的趨勢，并且不同軋制方向的AA 6061-T6鋁合金試樣的沖擊疲勞壽命具有顯著差異；鹽霧腐蝕48h試樣的沖擊疲勞壽命略高于未腐蝕試樣的壽命，呈現(xiàn)壽命反?，F(xiàn)象，但隨著鹽霧腐蝕時(shí)間繼續(xù)增加，試樣的沖擊疲勞壽命又逐漸下降。

關(guān)鍵詞：中性鹽霧腐蝕；沖擊；疲勞壽命；損傷機(jī)理

中圖分類號：O341文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ADOI：10.19452/j.issn1007-5453.2021.12.012

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金（12072122）

材料與結(jié)構(gòu)在沖擊疲勞載荷下的失效特性往往不同于常規(guī)疲勞失效[1-2]。沖擊載荷具有作用時(shí)間短、速度快、應(yīng)變率高等特點(diǎn)，這些因素導(dǎo)致材料沖擊特性呈現(xiàn)出與沖擊能量、應(yīng)變率的相關(guān)性。沖擊疲勞是指結(jié)構(gòu)或材料在多次和頻繁的沖擊載荷作用下，在材料或結(jié)構(gòu)的薄弱部位產(chǎn)生損傷并逐步累積，逐漸發(fā)育成裂紋并在持續(xù)的沖擊載荷作用下繼續(xù)擴(kuò)展，最后完全斷裂的現(xiàn)象。沖擊疲勞在航空航天工程中大量存在，艦載機(jī)的彈射起飛、攔阻著艦都涉及典型的沖擊疲勞問題。沖擊疲勞和單次沖擊或常規(guī)疲勞不同。在沖擊過程中，隨著沖擊載荷多次加載，斷口下產(chǎn)生了更多的解理面和更小的塑性區(qū)擴(kuò)展[3-4]。另外，沖擊疲勞下的損傷機(jī)理也與常規(guī)疲勞損傷機(jī)理具有較大差異。

環(huán)境腐蝕不僅會引起材料表面的腐蝕損傷，也會加速由腐蝕坑萌生的疲勞短裂紋的萌生和擴(kuò)展，降低材料的斷裂韌性，減小臨界裂紋尺寸，大大縮短裂紋形核以及擴(kuò)展所需的時(shí)間，最終也使得材料與結(jié)構(gòu)的疲勞壽命顯著下降[5-6]。艦載環(huán)境（鹽霧和海水）是嚴(yán)重的腐蝕環(huán)境[7-8]。楊東方等[9]根據(jù)艦載機(jī)起落架的服役環(huán)境，提出了腐蝕沖擊疲勞的概念，研究了3.5%的NaCl水溶液對300M和AF1410兩種材料的沖擊疲勞行為的影響。結(jié)果表明，兩種材料在無腐蝕的正常條件下，沖擊疲勞壽命十分接近，經(jīng)歷鹽水腐蝕后，兩種材料的疲勞壽命有不同程度的下降。300M鋼的疲勞起始壽命和擴(kuò)展速率呈現(xiàn)出約40%的較大幅度下降，而對AF1410鋼在鹽水介質(zhì)中的疲勞起始壽命是其在空氣中的73%，但其裂紋擴(kuò)展壽命幾乎沒有變化。原因是在鹽水介質(zhì)中，氫脆會加速300M鋼沖擊疲勞裂紋的萌生和擴(kuò)展，使得局部塑性變形區(qū)優(yōu)先腐蝕促使AF1410鋼的裂紋萌生。郝雪龍等[10]研究了中性鹽霧預(yù)腐蝕對AF1410高強(qiáng)度鋼疲勞壽命的影響，結(jié)果表明，AF1410鋼發(fā)生了全面腐蝕，隨著腐蝕時(shí)間的延長，腐蝕損傷程度增加，在疲勞加載過程中易形成較多的疲勞裂紋擴(kuò)展源而導(dǎo)致疲勞斷裂失效。

鋁合金具有密度小、比強(qiáng)度高、延展性好、抗腐蝕性強(qiáng)，以及加工性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)生活中的需求日益增加。其中，6xxx系鋁合金被廣泛應(yīng)用于汽車制造工業(yè)中，以解決汽車輕量化的問題[11]。在鋁合金的腐蝕力學(xué)性能方面，學(xué)者們也進(jìn)行了大量的研究[12-15]。黃桂橋等[12，15]研究了10種鋁合金在青島海域的海洋環(huán)境中長達(dá)16年的腐蝕行為，對鋁合金分別在海水潮汐區(qū)、飛濺區(qū)和全浸區(qū)的腐蝕結(jié)果和影響因素進(jìn)行了深入探討。顯然，暴露在自然環(huán)境下的腐蝕一般都經(jīng)歷非常長的試驗(yàn)周期，需要幾年甚至十幾年的時(shí)間，給試驗(yàn)人員進(jìn)行長期準(zhǔn)確試驗(yàn)帶來巨大挑戰(zhàn)，同時(shí)試驗(yàn)結(jié)果容易受外界環(huán)境變化的影響。中性鹽霧試驗(yàn)是目前應(yīng)用最廣泛的人工模擬鹽霧試驗(yàn)，所模擬腐蝕的環(huán)境與沿海地區(qū)的大氣環(huán)境相似度高[16]。宋海林等[13]研究了循環(huán)交變加速鹽霧（CCT）和銅離子乙酸加速鹽霧（CASS）下AA 6061-T6鋁合金的加速腐蝕行為。結(jié)果表明，兩種鹽霧環(huán)境下AA 6061-T6鋁合金的腐蝕行為類似，但CASS較CCT腐蝕周期更短，腐蝕更嚴(yán)重。目前，對AA 6061-T6鋁合金腐蝕環(huán)境下的沖擊疲勞壽命研究還比較缺乏。

在材料與結(jié)構(gòu)復(fù)雜的服役環(huán)境中，腐蝕和沖擊是影響服役壽命兩個(gè)不可避免的重要因素。腐蝕作用對材料沖擊疲勞壽命的影響不可忽略。因此，本研究采用間隔噴霧方式的中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)方法，對AA6061-T6鋁合金進(jìn)行了不同時(shí)長的預(yù)腐蝕，研究了AA6061-T6鋁合金在不同預(yù)腐蝕時(shí)長下的腐蝕程度；同時(shí)，采用落錘沖擊試驗(yàn)，開展了預(yù)腐蝕后的AA 6061-T6鋁合金含缺口三點(diǎn)彎曲試樣的沖擊疲勞試驗(yàn)，研究了中性鹽霧腐蝕對AA6061-T6鋁合金沖擊疲勞壽命的影響，并對其腐蝕機(jī)理和沖擊疲勞損傷機(jī)理進(jìn)行了探討。

1試驗(yàn)方法

1.1試樣制備及鹽霧腐蝕試驗(yàn)

本試驗(yàn)采用商業(yè)AA 6061-T6鋁合金，其化學(xué)成分見表1，力學(xué)性能見表2。

中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 10125—2012《人造氣氛腐蝕實(shí)驗(yàn)鹽霧實(shí)驗(yàn)》的試驗(yàn)規(guī)范，金屬及其合金采用中性鹽霧試驗(yàn)方法。將AA6061-T6鋁合金按照圖1所示的幾何尺寸加工成含U形缺口的三點(diǎn)彎曲試樣。其中，試樣長度為80mm，截面尺寸為20mm×20mm；U形缺口直徑和缺口深度均為3mm；缺口處粗糙度控制為0.4，其他加工技術(shù)要求如圖1所示。本試驗(yàn)中所使用的中性鹽霧腐蝕液為濃度5%的氯化鈉溶液。中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)采用間隔噴霧的方式：噴霧12h、間隔12h為一個(gè)循環(huán)。試驗(yàn)周期分別為48h、96h和168h，其鹽霧試驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)見表3。在完成既定的鹽霧腐蝕周期后，將試樣浸入到無水乙醇中，隨后放入超聲清洗機(jī)中清洗15min。清洗完畢后，取出進(jìn)行干燥處理，并將處理過后的試樣干燥保存。為了獲得試樣U形缺口處的腐蝕情況，我們借助光學(xué)顯微鏡和SEM掃描電子顯微鏡等顯微設(shè)備進(jìn)行觀察和分析。

1.2沖擊疲勞試驗(yàn)設(shè)計(jì)

由于缺乏關(guān)于沖擊疲勞方面的試驗(yàn)規(guī)范，本沖擊疲勞試驗(yàn)參照了GB/T 229—2020《金屬材料夏比擺錘沖擊實(shí)驗(yàn)方法》相關(guān)的試驗(yàn)規(guī)范，并自主設(shè)計(jì)了自動(dòng)加載落錘沖擊試驗(yàn)設(shè)備。落錘沖擊測試系統(tǒng)的試驗(yàn)原理是將一定質(zhì)量的錘體提升至設(shè)定高度，然后靜止釋放，錘體自由落體沖擊到試樣上。反復(fù)沖擊疲勞測試系統(tǒng)如圖2（a）所示，該設(shè)備的主要特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)2～3次/min的自動(dòng)沖擊功能。錘頭為圖2（b）所示的R2規(guī)范的楔形錘頭，寬度為25mm。為防止自動(dòng)沖擊過程中，試樣受沖擊彈落，我們設(shè)計(jì)了如圖2（c）所示的弱接觸式約束支座：采用彈簧頂絲約束試樣在側(cè)向和豎向的位移，保證每次沖擊時(shí)試樣對中程度達(dá)標(biāo)。在沖擊過程中，聯(lián)合使用力值傳感器、高速數(shù)據(jù)采集卡、速度傳感器，來測量沖擊過程中錘體沖擊力以及速度的變化，從而確定錘頭沖擊試樣過程的力—位移—能量曲線，實(shí)現(xiàn)沖擊過程分析，反映試樣的多次沖擊疲勞性能，并通過能量轉(zhuǎn)換公式計(jì)算得到單次沖擊下試樣吸收的能量[17]。

在進(jìn)行沖擊疲勞壽命測試時(shí)，選取未預(yù)腐蝕試樣、預(yù)腐蝕48h、96h和168h試樣，在不同的沖擊能量（分別為15J、17J和20J）下，完成AA 6061-T6鋁合金缺口三點(diǎn)彎曲試樣的沖擊疲勞壽命測試，并記錄相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。為了驗(yàn)證重復(fù)性，每組試樣測試兩次，但平行軋制方向AA 6061-T6鋁合金試樣在20J能量下只測試一次。另外，為了方便統(tǒng)計(jì)，以試樣完全斷裂所需的沖擊次數(shù)作為其沖擊疲勞壽命。在試樣斷裂后，做好斷口保護(hù)，并在SEM掃描電子顯微鏡下進(jìn)行斷口微觀形貌觀測。

2結(jié)果與討論

2.1中性鹽霧腐蝕缺口形貌分析

圖3為不同預(yù)腐蝕時(shí)長試樣去除腐蝕產(chǎn)物后，U形缺口處的宏觀腐蝕形貌。與圖3（a）相比，圖3（b）和圖3（c）中缺口失去金屬光澤并出現(xiàn)黑色不規(guī)則的點(diǎn)蝕坑。隨著預(yù)腐蝕時(shí)長由96h延長至168h，缺口處顏色逐漸加深并且分別均勻，表明腐蝕程度隨腐蝕時(shí)長的增加而更加嚴(yán)重。

為進(jìn)一步觀察缺口處的腐蝕情況，使用掃描電子顯微鏡對腐蝕168h的試樣進(jìn)行觀察。從圖4（a）中可以看出，經(jīng)過腐蝕后，缺口根部可觀察到大小不均勻、形狀不規(guī)則的點(diǎn)蝕坑，腐蝕時(shí)間越久，點(diǎn)蝕坑越深，分布越密集。對圖4（a）中A和B區(qū)域進(jìn)行放大，如圖4（b）和圖4（c）所示。從圖4（b）和圖4（c）中，可以看到大量的腐蝕微裂紋。不同區(qū)域，腐蝕程度也不同。隨著腐蝕地進(jìn)行，這些微裂紋將擴(kuò)展和匯聚，導(dǎo)致出現(xiàn)腐蝕剝落現(xiàn)象。對圖4（c）中的1區(qū)和2區(qū)進(jìn)行EDS能譜分析，結(jié)果如圖5所示。在1區(qū)中，Al元素與O元素密度相當(dāng)，2區(qū)中Al元素密度高于O元素。而1區(qū)處于缺口頂部而2區(qū)處于缺口底部，這說明表層的氧化物正處于腐蝕剝落階段[18]。

2.2鹽霧腐蝕對沖擊疲勞壽命的影響

本文采用落錘沖擊試驗(yàn)研究了鹽霧腐蝕后，AA 6061-T6鋁合金材料不同沖擊能量與其沖擊疲勞壽命之間的關(guān)系。材料微觀結(jié)構(gòu)對其宏觀力學(xué)性能具有重要影響。因此，為了探究AA 6061-T6鋁合金材料微結(jié)構(gòu)對疲勞壽命的影響，在加工試樣時(shí)，分別沿平行軋制方向（RD）和垂直軋制方向（TD）切割三點(diǎn)彎曲試樣。在沖擊疲勞壽命測試時(shí)，以平行軋制方向試樣和垂直軋制方向試樣兩組試驗(yàn)進(jìn)行對照。平行于軋制方向試樣的沖擊壽命結(jié)果見表4，垂直于軋制方向試樣的沖擊壽命結(jié)果見表5。為了更直觀地觀察沖擊壽命與沖擊能量與腐蝕天數(shù)之間的關(guān)系，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制在圖6中，圖中的虛線為引導(dǎo)線。

試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著沖擊能量增加，平行軋制方向和垂直軋制方向的AA 6061-T6鋁合金試樣的疲勞壽命均呈明顯降低的趨勢。低能沖擊能量下試樣沖擊壽命的分散性高于高沖擊能量下的試樣沖擊壽命。此外，不同軋制方向試樣的疲勞壽命也有較大的差別：平行于軋制方向試樣的疲勞壽命明顯高于垂直于軋制方向試樣的疲勞壽命。同樣的沖擊能量和腐蝕程度下，垂直軋制方向試樣的沖擊疲勞壽命約為平行軋制方向試樣疲勞壽命的50%～70%。眾所周知，軋制材料具有織構(gòu)效應(yīng)，在不同的軋制方向，材料的微結(jié)構(gòu)具有顯著差異[19-21]。因此，正是由于平行于軋制方向試樣與垂直于軋制方向的微結(jié)構(gòu)與載荷的相對取向不同，導(dǎo)致兩者的沖擊疲勞壽命具有顯著差異。在材料沖擊疲勞的研究中，有必要將材料微結(jié)構(gòu)與沖擊疲勞壽命進(jìn)行關(guān)聯(lián)研究。隨著AA 6061- T6鋁合金鹽霧腐蝕天數(shù)的增加，兩種軋制方向的AA 6061-T6鋁合金試樣表現(xiàn)出相似的規(guī)律，如圖6中的引導(dǎo)線所示。經(jīng)過48h鹽霧腐蝕后，不同沖擊能量下試樣的沖擊疲勞壽命略高于未腐蝕試樣的壽命，顯示出異常的鹽霧腐蝕作用。然而，隨著鹽霧腐蝕程度的加深，15J和17J能量下的沖擊疲勞壽命又呈現(xiàn)逐漸遞減的趨勢，這種趨勢在垂直軋制方向試樣的壽命中尤其明顯，如圖6（b）所示。需要指出的是，在20J較大能量的沖擊下，兩種軋制方向的試樣均顯示出鹽霧腐蝕時(shí)間對材料的疲勞壽命無太大影響。

2.3沖擊疲勞損傷機(jī)理分析

為了進(jìn)一步了解沖擊疲勞下，材料的損傷斷裂機(jī)理，以及鹽霧腐蝕對AA 6061-T6鋁合金試樣沖擊損傷的影響，我們對不同腐蝕天數(shù)的試樣斷口進(jìn)行了整體SEM掃描分析，如圖7所示（虛線代表U形缺口根部所在位置）。整體上看，不同鹽霧腐蝕時(shí)長對斷口形貌沒有特殊影響。傳統(tǒng)的疲勞斷口一般分為三部分，即疲勞源區(qū)、疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)和瞬斷區(qū)[22]。裂紋擴(kuò)展區(qū)和瞬斷區(qū)是研究疲勞損傷機(jī)理的重點(diǎn)觀察的區(qū)域。因此，接下來先對沖擊疲勞破壞斷口U形缺口根部和斷面中上部位進(jìn)行詳細(xì)分析。

圖8給出了不同腐蝕時(shí)長試樣斷面鄰近缺口根部（圖7中紅色方框位置）的SEM放大圖。由圖中可以看出，在裂紋擴(kuò)展區(qū)，4種不同腐蝕時(shí)長的試樣斷口形貌非常相似，呈現(xiàn)出大量韌窩和撕裂脊，韌窩尺寸從幾微米到十幾微米不等。另外，在圖8（a）和圖8（b）所示的未腐蝕試樣和腐蝕48h試樣斷口裂紋擴(kuò)展區(qū)中，還可以看到臺階狀的疲勞條紋，而在腐蝕96h和168h試樣斷口裂紋擴(kuò)展區(qū)中則未觀測到明顯的疲勞條紋。此外，對圖7中黃色圓圈內(nèi)所示的裂紋瞬斷區(qū)進(jìn)行詳細(xì)的SEM掃描觀測，結(jié)果如圖9所示。從圖中可以看出，不同腐蝕時(shí)長的試樣斷口瞬斷區(qū)特征也基本相似，有大量的韌窩存在，且韌窩分布較為均勻。與擴(kuò)展區(qū)的斷口相比，瞬斷區(qū)的韌窩尺寸更大，均在10nm以上，部分韌窩尺寸超過20nm。結(jié)合圖8和圖9的分析可以得出結(jié)論：鹽霧腐蝕對裂紋擴(kuò)展區(qū)和瞬斷區(qū)幾乎沒有影響，影響試樣沖擊疲勞壽命的主要因素在于鹽霧腐蝕對疲勞源的影響。因此，需要進(jìn)一步分析鹽霧腐蝕對疲勞源形核的影響。

疲勞裂紋源的形核位置主要與材料本身的缺陷或者試樣加工時(shí)引入的表面損傷有關(guān)[23]。鹽霧腐蝕會加深試驗(yàn)表面的損傷程度，從而促進(jìn)沖擊疲勞裂紋源的形核。然而，根據(jù)表4和表5中的沖擊疲勞壽命分析，鹽霧腐蝕48h試樣的壽命略高于未腐蝕試樣的壽命，呈現(xiàn)反常的現(xiàn)象。由于無法對疲勞裂紋源的形核進(jìn)行直接觀測，只能對影響試樣疲勞裂紋源形核因素進(jìn)行分析。對不同的腐蝕試樣，加工條件是一樣的，因此加工條件不會影響不同腐蝕時(shí)長試樣的疲勞裂紋源形核?？赡艿脑蚓驮谟诓煌g時(shí)長改變了試樣表面的損傷或缺陷程度。因此，我們對不同腐蝕時(shí)長的試樣U形缺口根部表面進(jìn)行了詳細(xì)的SEM觀測。不同腐蝕時(shí)長試樣缺口根部的表面形貌如圖10所示。可以看出，由于加工條件的限制，未腐蝕試樣表面存在較多刺突，呈現(xiàn)比較大的粗糙度，如圖10（a）所示。然而，經(jīng)過48h鹽霧腐蝕，試樣表面刺突被腐蝕脫落，試樣表面形貌變得均勻，粗糙度得到改善，如圖10（b）所示。但腐蝕96h和168h后，由于腐蝕程度較大，試樣表面出現(xiàn)了明顯的腐蝕坑，表面粗糙度又重新惡化，如圖10（c）和10（d）所示。通常，表面粗糙度高的試樣不容易形核疲勞裂紋；而粗糙度越差，越容易出現(xiàn)疲勞裂紋形核。因此，通過表面粗糙度的分析，可以得出結(jié)論：正是鹽霧腐蝕對試樣表面粗糙度的影響程度差異，導(dǎo)致不同腐蝕時(shí)長的試樣沖擊疲勞壽命存在差異。由于鹽霧腐蝕48h的試樣表面粗糙度優(yōu)于未腐蝕試樣，導(dǎo)致腐蝕48h試樣的壽命略高于未腐蝕試樣壽命，呈現(xiàn)壽命反?，F(xiàn)象。而腐蝕96h和168h的試樣表面粗糙度又逐漸變差，導(dǎo)致其沖擊疲勞壽命又逐漸下降。如果控制試樣U形缺口初始表面粗糙度更低，初始表面更光潔，將不會出現(xiàn)經(jīng)過鹽霧腐蝕后表面粗糙度反而改善的情況。這樣，試樣的沖擊疲勞壽命將不會出現(xiàn)隨腐蝕先上升后下降的異常情形。因此，在未來的研究中，有必要對試樣進(jìn)行更低表面粗糙度的加工控制，進(jìn)一步驗(yàn)證鹽霧腐蝕對AA 6061-T6鋁合金三點(diǎn)彎曲試樣沖擊疲勞壽命的影響。另一個(gè)可能的原因是，由于鹽霧腐蝕試驗(yàn)環(huán)境有大量的水分和較高的溫度，促進(jìn)了鋁合金與氧氣和水的電化學(xué)腐蝕，形成了具有保護(hù)性的氧化膜。在鹽霧腐蝕時(shí)間較短的情況下，氯離子未能完全破壞這層具有保護(hù)性的氧化膜，使得腐蝕48h試樣的壽命略高于未腐蝕試樣壽命。

另外，需要指出的是，雖然鹽霧腐蝕對試樣U形缺口處的腐蝕程度隨著腐蝕時(shí)長的增加而逐漸加深，但目前的試驗(yàn)中腐蝕影響深度只有幾十微米深。相比試驗(yàn)中三點(diǎn)彎曲的試樣的厚度尺寸20mm，該鹽霧腐蝕深度不足以對試樣沖擊壽命造成太大的影響。因此，當(dāng)沖擊能量增加到一定程度時(shí)（20J），試樣腐蝕時(shí)長對沖擊壽命的影響變得更弱，如圖6中20J能量下的沖擊疲勞壽命所示。在未來的研究中，需要考慮更大腐蝕程度對試樣沖擊疲勞壽命的影響，以及腐蝕導(dǎo)致的沖擊疲勞壽命變化與沖擊能量的依賴關(guān)系。

3結(jié)論與展望

本文結(jié)合落錘沖擊試驗(yàn)、鹽霧腐蝕試驗(yàn)、SEM表征技術(shù)等方法，研究了AA 6061-T6鋁合金含U形缺口三點(diǎn)彎曲試樣在不同鹽霧腐蝕程度下的沖擊疲勞壽命。研究的主要結(jié)果如下：

（1）鹽霧腐蝕對三點(diǎn)彎試樣U形缺口根部表面有顯著的損傷影響，試樣缺口根部表面可觀察到大小不均勻、形狀不規(guī)則的點(diǎn)蝕坑；腐蝕時(shí)間越久，點(diǎn)蝕坑越深，分布越密集，并且會伴隨產(chǎn)生大量的腐蝕微裂紋。

（2）隨著沖擊能量增加，AA 6061-T6鋁合金試樣的沖擊疲勞壽命呈明顯降低的趨勢；平行軋制方向試樣的沖擊疲勞壽命明顯高于垂直軋制方向的壽命；隨著腐蝕時(shí)間的增加，試樣的沖擊疲勞壽命顯示出先略微增加而后下降的異常趨勢；在較大能量的沖擊下，鹽霧腐蝕時(shí)間超過96h后對材料的沖擊疲勞壽命影響不大。

（3）通過SEM掃描觀測，發(fā)現(xiàn)鹽霧腐蝕對沖擊疲勞擴(kuò)展區(qū)和瞬斷區(qū)的損傷機(jī)理沒有明顯影響；但U形缺口根部表面的粗糙度會隨著鹽霧腐蝕時(shí)長的增加先降低而后又逐漸增加，導(dǎo)致腐蝕48h試樣的沖擊疲勞壽命略高于未腐蝕試樣壽命，呈現(xiàn)壽命反?，F(xiàn)象。

在本研究中，試樣表面粗糙度與不同鹽霧腐蝕程度試樣的沖擊疲勞壽命具有較大關(guān)聯(lián)。因此，在未來的研究中需控制試樣具有更低的表面粗糙度，進(jìn)一步深入研究鹽霧腐蝕對AA6061-T6鋁合金三點(diǎn)彎曲試樣沖擊疲勞壽命的影響。另外，本文采用的三點(diǎn)彎曲試樣截面尺寸較大，在高沖擊能量下，鹽霧腐蝕對試樣沖擊疲勞壽命的影響較弱，未來的研究也有必要進(jìn)行更深程度鹽霧腐蝕試驗(yàn)，研究鹽霧腐蝕的影響與沖擊能量的依賴關(guān)系。

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Effect of Neutral Salt Spray Corrosion on the Impact Fatigue Life of AA 6061-T6 Aluminum Alloy

Yang Qiang1，Gao Peng2，He Xiao2，Qiu Zhenguo2，Liu Xin2，Han Kangning2，Bai Chunyu1，Zhu Yaxin2

1. Aviation Key Laboratory of Science and Technology on Structures Impact Dynamics，Aircraft Strength Research Institute of China，Xian 710065，China

2. Huazhong University of Science and Technology，Wuhan 430074，China

Abstract： Aeronautical aluminum alloy materials are often subjected to the combined effect of environmental corrosion and repeated impact load， which leads to corrosion damage and impact fatigue failure. This paper studies the corrosion damage of AA 6061-T6 aluminum alloy under different salt spray corrosion duration and the influence of different impact energy on the impact fatigue life of notched three-point bending specimen of AA 6061-T6 aluminum alloy by means of salt spray corrosion experiment， drop weight impact tests and SEM scanning characterization. The effect of salt spray corrosion on the impact damage mechanism of materials is also discussed. The results show that the damage degree of U-shaped notch is aggravated with the increase of salt spray corrosion duration. The longer the corrosion is， the deeper the pitting pit is. In addition， a large number of corrosion microcracks are generated， which will affect the impact resistance of the specimens. With the increase of impact energy， the impact fatigue life of the notched three-point bending samples decreases obviously， and the impact fatigue life of the AA 6061-T6 aluminum alloy samples prepared along different rolling directions has significant differences. The impact fatigue life of the samples corroded by salt spray for 48h is slightly higher than that of the samples without corrosion， showing an abnormal life. However， with the increase of salt spray corrosion time， the impact fatigue life of the samples decreases gradually.

Key Words： neutral salt spray corrosion； impact； fatigue life； damage mechanism