[發明專利]一種基于環境閾值的鋁合金腐蝕疲勞的風險等級評價方法

有效

• 申請號: 202110349058.7
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113252547B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 孫曉光;張志毅;李剛卿;韓曉輝;吳向陽;李帥貞
• 申請（專利權）人: 中車青島四方機車車輛股份有限公司
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 商秀玲

本發明涉及金屬材料腐蝕疲勞性能測試方法技術領域，具體涉及一種基于環境閾值的鋁合金腐蝕疲勞的風險等級評價方法。本發明所提供的鋁合金腐蝕疲勞的風險等級評價方法是基于鋁合金服役環境的環境因素、鋁合金的材料因素來評價鋁合金腐蝕疲勞的風險等級的。針對鋁合金自身材料及腐蝕疲勞的特點，本發明篩選合適的腐蝕疲勞相關因素，即基于鋁合金服役環境的環境因素、鋁合金的材料因素，實現對不同環境因素條件下腐蝕疲勞風險程度的快速、準確的評價。同時該方法也能用于新型鋁合金的研發、生產及選材過程中的相關評價和測試；本發明所述方法為鋁合金材料的使用和防護提供有利的依據。

技術領域

本發明屬于金屬材料腐蝕疲勞性能測試方法技術領域，具體涉及一種基于環境閾值的鋁合金腐蝕疲勞的風險等級評價方法。

背景技術

目前，隨著高鐵動車組的飛速發展，商用高強鋁合金因其質量輕、比強度高等優點，在軌道交通中扮演著重要角色。

然而，由于運輸結構需承受交變力，導致材料承受的應力本質上是周期性的，所以極易引起鋁合金的疲勞；又由于服役環境的多變性，導致鋁合金的腐蝕疲勞事故頻發，對高強鋁合金的腐蝕疲勞性能提出了更高的要求。

目前鋁合金的腐蝕疲勞的常規測試方法及評價方法為采用室內環境氣氛暴露試驗的測試評價方法，但該方法操作復雜、成本高、實現困難且耗時較長，難以實現對不同環境因素條件下腐蝕疲勞風險程度的快速評價。

因此，有必要建立一種基于環境閾值的高強鋁合金腐蝕疲勞風險評價方法，從而有效的、快速的實現高強鋁合金腐蝕疲勞風險評價。

CN1111965061A公開了一種模擬并評價焊接熱影響區腐蝕疲勞性能的測試方法，所述方法首先按國標加工疲勞試樣，然后采用熱模擬試驗機在設定的焊接熱循環參數下制備模擬焊接熱影響區，實現狹窄焊接熱影響區的模擬和“放大”，經過重新打磨后將模擬焊接熱影響區之外的其他區域密封，僅暴露目標區域作為工作段。隨后將疲勞試樣安裝在帶有環境腔的疲勞試驗機上進行腐蝕疲勞試驗，環境腔可加入模擬溶液或通入腐蝕氣氛，最終實現模擬焊接熱影響區在特定環境中腐蝕疲勞性能的定量評定。該方法僅適用于焊接熱影響區，同時由于須額外加工疲勞試樣，依然存在操作復雜、成本高、周期長等問題。

CN111191318A公開了一種大跨橋梁纜索系統的腐蝕疲勞壽命預測方法及系統。該方法基于大跨橋梁纜索系統的特點，考慮了環境因素建立環境加速譜，同時提取應力時程建立荷載譜，再建立兩者與腐蝕疲勞壽命的關系實現預測。但由于鋁合金與大跨橋梁纜索系統不同，不存在應力時程因素，且環境因素與鋁合金不同，因此該方法同樣無法高效、快速、準確地實現高強鋁合金腐蝕疲勞風險評價。

發明內容

本發明提供一種基于環境閾值的高強鋁合金的腐蝕疲勞風險評價方法。該方法主要基于環境腐蝕數據信息實現對高強鋁合金腐蝕疲勞等級評估；相對于傳統的腐蝕疲勞實驗方法，本發明所述的腐蝕疲勞的風險等級評價方法具有現場可操作性強、試驗耗時短的優點，不僅能實現高強鋁合金的腐蝕疲勞評價，同時也能用于新型鋁合金的研發、生產及選材過程中的相關評價和測試；本發明所述方法為鋁合金材料的使用和防護提供有利的依據。

本發明所提供的鋁合金腐蝕疲勞的風險等級評價方法是基于鋁合金服役環境的環境因素、鋁合金的材料因素來評價鋁合金腐蝕疲勞的風險等級的。

本領域公知，傳統的測試評價方法需要先制備試樣，再模擬腐蝕環境進行室內環境氣氛暴露試驗，這一過程操作復雜且成本高、實現困難且耗時較長，難以實現對不同環境因素條件下腐蝕疲勞風險程度的快速評價。而現有技術介紹的其他腐蝕疲勞判斷及預測方法，或需要加工試件，操作復雜，或采集特定信息不適用于鋁合金工件的腐蝕疲勞測試，總之同樣難以實現對不同環境因素條件下腐蝕疲勞風險程度的快速、準確的評價。

為此，本發明針對鋁合金自身材料及腐蝕疲勞的特點，篩選合適的腐蝕疲勞相關因素，即基于鋁合金服役環境的環境因素、鋁合金的材料因素，實現對不同環境因素條件下腐蝕疲勞風險程度的快速、準確的評價。