1. Introduction
High strength to weight ratios make aluminium alloys, specially 2000 and 7000 series, attractive to be used in aeronautical industry for different structural components. In aeronautical applications, an important aspect to take into consideration is the fatigue behaviour of the structures due to the influence of fluctuating loads [1]. Being subjected to different environmental conditions (for the aeronautical structures) corrosion resistance of the materials used is also an important aspect to be taken into account. To prevent the corrosion failure and enhance the corrosion resistance, anodizing is the most typical process used for aluminium alloys [2]. Despite the benefits obtained in terms of enhanced corrosion properties, the anodizing process has a damaging effect on the fatigue performance of the base material [3], [4], [5], [6] and [7] with the main effect being the encouragement of crack initiation. The anodization produces a brittle and hard oxide layer as compared to aluminium substrate with inherent pores and it easily cracks under cyclic stress [8]. Since oxide layer adheres extremely well to substrate, any crack that develops in it acts like stress raiser and propagates towards the substrate.
Prior to anodizing, the appropriate pretreatment of the surface is necessary which comprised of degreasing and pickling and the objective is to produce chemically clean surface ready to be anodized. Localized corrosion, in the form of pits, occurs during the pretreatment solution exposure and these pits have been identified as cause for accelerated crack nucleation during subsequent fatigue loading [9] and [10]. Abramovici et al. [11] have shown that changing the pickling time had a great influence on the fatigue life of 7000 series. In a recent study for 7010 alloy, Shahzad et al. [12] have shown that pickling process resulted in the formations of pits by attacking the constituent particles at the surface with significant fatigue life implications.
In the presence of these surface defects, fatigue failure of a component can be greatly accelerated, so an inclusive understanding of these pre-treatments on localized corrosion mechanism is therefore of scientific interest. In this context, the objective of present paper is to quantify the effect of each surface treatment individually and their combined effects on fatigue life of the given alloy. Moreover, constituent particles sizes and distributions can be different for longitudinal L, long transverse TL and short transverse ST directions, thus localized corrosion behaviour can be different for each treatment. However, in this article specimens have been machined in the long transverse ‘TL’ direction and subsequent fatigue strength has been evaluated. Optical and scanning electron microscope coupled with energy dispersive spectroscope were used to study the effect of each treatment on surface topography and fracture surfaces of fatigue specimens to identify the crack origin sites and to understand the damage mechanism.
2. Experimental details
2.1. Material
The material investigated during this study is 7050-T7451 whose chemical composition, as determined by EDS technique, is given in Table 1. T7451 treatment consists of heat-treating, quenching and overaging [13] for improved fracture toughness and minimal loss of tensile strength.
1. บทนำโลหะผสมอลูมิเนียมทำให้อัตราส่วนน้ำหนักกำลังสูง พิเศษ 2000 และ 7000 ชุด น่าสนใจที่จะใช้ในอุตสาหกรรมสายสำหรับส่วนประกอบโครงสร้างที่แตกต่างกัน ในโปรแกรมประยุกต์ของบริษัท ข้อมูลด้านต่าง ๆ ที่สำคัญในการพิจารณาคือ พฤติกรรมการล้าของโครงสร้างเนื่องจากอิทธิพลของความโหลด [1] อยู่ภายใต้สภาพแวดล้อมต่าง ๆ (สำหรับโครงสร้างบริษัท) กร่อนของวัสดุที่ใช้เป็นข้อมูลด้านต่าง ๆ ที่สำคัญเพื่อนำมาพิจารณา เพื่อป้องกันความล้มเหลวในการกัดกร่อน และเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน anodizing-เป็นกระบวนการทั่วไปมากที่สุดที่ใช้ในโลหะผสมอะลูมิเนียม [2] แม้ผลประโยชน์ที่ได้รับในแง่ของคุณสมบัติการกัดกร่อนเพิ่มขึ้น กระบวนการ anodizing มีผลทำลายประสิทธิภาพล้าของฐานวัสดุ [3], [4], [5], [6] [7] และ มีผลกระทบหลักการสนับสนุนเริ่มต้นรอยแตก Anodization การผลิตชั้นออกไซด์แข็ง และเปราะเมื่อเทียบกับอลูมิเนียมพื้นผิวมีรูขุมขนโดยธรรมชาติ และจะได้รอยแตกภายใต้วัฏจักรความเครียด [8] เนื่องจากชั้นออกไซด์สอดคล้องกับพื้นผิวดีมาก รอยแตกใด ๆ ที่พัฒนาในกิจการเช่นความเครียดการลวก และแพร่กระจายไปยังพื้นผิวก่อน anodizing-, pretreatment ที่เหมาะสมของพื้นผิวเป็นสิ่งจำเป็นซึ่งประกอบด้วย degreasing และ pickling และวัตถุประสงค์จะผลิตสารเคมีทำความสะอาดผิวพร้อมที่จะเป็นเครื่อง กัดกร่อนภาษาท้องถิ่น ในรูปแบบของหลุม เกิดขึ้นระหว่างแสง pretreatment โซลูชัน และหลุมเหล่านี้ได้รับการระบุเป็นสาเหตุของรอยแตกเร่ง nucleation ในล้าตามมาโหลด [9] [10] Abramovici et al. [11] ได้แสดงว่า การเปลี่ยนแปลงเวลา pickling มีอิทธิพลมากในชีวิตความอ่อนเพลียของชุด 7000 ในการศึกษาล่าสุดสำหรับโลหะผสม 7010, Shahzad et al. [12] ได้แสดงว่า pickling กระบวนการส่งผลให้เกิดการก่อตัวของหลุม โดยโจมตีอนุภาคธาตุที่ผิวด้วยความอ่อนเพลียที่สำคัญชีวิตผลกระทบในต่อหน้าของข้อบกพร่องเหล่านี้พื้นผิว ความเมื่อยล้าความล้มเหลวของส่วนประกอบที่สามารถสามารถมากเร่ง ดังนั้นจึงมีความเข้าใจเกี่ยวกับการรักษาเหล่านี้ก่อนกัดกร่อนถิ่นกลไกรวมน่าสนใจทางวิทยาศาสตร์ได้ ในบริบทนี้ วัตถุประสงค์ของการนำกระดาษคือการ กำหนดปริมาณผลของแต่ละผิวแต่ละ และผลรวมล้าของโลหะผสมที่กำหนด นอกจากนี้ ขนาดอนุภาคธาตุและการกระจายสามารถแตกต่างกันสำหรับระยะยาว L, TL transverse ยาว และสั้น transverse ST ทิศ ดังนั้น พฤติกรรมการกัดกร่อนเป็นภาษาท้องถิ่นอาจแตกต่างสำหรับแต่ละ อย่างไรก็ตาม ในบทความนี้ ไว้เป็นตัวอย่างที่มีการกลึงในทิศทาง 'TL' transverse นาน และได้รับการประเมินความแข็งแรงความอ่อนเพลียตามมา การสแกน และแสงกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนด้วย spectroscope dispersive พลังงานถูกใช้เพื่อศึกษาผลของการรักษาแต่ละบนพื้นผิวภูมิประเทศและทำให้ผิวของล้าไว้เป็นตัวอย่าง การระบุจุดเริ่มต้นของไซต์แตก และเข้าใจกลไกความเสียหาย2. รายละเอียดทดลอง2.1. วัสดุวัสดุตรวจสอบในระหว่างการศึกษานี้เป็น 7050-T7451 ซึ่งมีองค์ประกอบทางเคมี เทคนิค EDS ถูกกำหนดในตารางที่ 1 T7451 บำบัดประกอบด้วย heat-treating ชุบ และ overaging [13] สำหรับนึ่งทำให้ดีขึ้นและสูญเสียน้อยที่สุดแรง
การแปล กรุณารอสักครู่..

1 . บทนำ
แรงสูงอัตราส่วนน้ำหนักทำให้โลหะผสมอลูมิเนียม พิเศษ 2000 และ 7 , 000 ชุด มีเสน่ห์ที่จะใช้ในอุตสาหกรรมการบินและส่วนประกอบโครงสร้างที่แตกต่างกัน ในการใช้งานการบิน เป็นลักษณะที่สำคัญในการพิจารณาคือ พฤติกรรมการล้าของโครงสร้าง เนื่องจากได้รับอิทธิพลจากความผันผวนโหลด [ 1 ]ถูกภายใต้สภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน ( สำหรับโครงสร้างอากาศยาน ) ความต้านทานการกัดกร่อนวัสดุที่ใช้ยังเป็นลักษณะสำคัญที่ต้องนำมาพิจารณา เพื่อป้องกันการกัดกร่อนความล้มเหลวและเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน , anodizing คือกระบวนการที่ใช้โดยทั่วไปมากที่สุดสำหรับโลหะผสมอะลูมิเนียม [ 2 ] แม้ประโยชน์ที่ได้รับในแง่ของการเพิ่มคุณสมบัติการกัดกร่อนส่วนกระบวนการ anodizing ได้สร้างความเสียหายต่อความเหนื่อยล้าสมรรถนะของวัสดุฐาน [ 3 ] , [ 4 ] , [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] กับผลหลักเป็นกำลังใจในการเริ่มร้าว . ที่โนไดเซชั่นผลิตเปราะและชั้นออกไซด์แข็งเมื่อเทียบกับอลูมิเนียมพื้นผิวที่มีรูที่แท้จริง และมันได้อย่างง่ายดายเป็นรอยแตกภายใต้ความเครียด [ 8 ] เนื่องจากชั้นออกไซด์ยึดอย่างดีที่จะตั้งต้นร้าวใด ๆที่พัฒนาในอาการเหมือนถูกความเครียดและแพร่กระจายต่อค่า
ก่อน anodizing , ภาวะที่เหมาะสมของผิวที่จำเป็นซึ่งประกอบด้วย ดอง และล้างไขมันและมีวัตถุประสงค์เพื่อผลิตเคมีทำความสะอาดผิวพร้อมที่จะป้อง . การกัดกร่อนเฉพาะในรูปแบบของหลุมเกิดขึ้นในระหว่างการแก้ไขแสงและหลุมเหล่านี้ได้รับการระบุว่าเป็นเพราะการเร่ง nucleation ร้าวการเหนื่อยล้าโหลด [ 9 ] และ [ 10 ] abramovici et al . [ 11 ] แสดงให้เห็นว่ามีการเปลี่ยนแปลงจัดเวลาได้มีอิทธิพลอย่างมากต่อความเหนื่อยล้าของชีวิต 7 , 000 ชุด ในการศึกษาล่าสุดที่ 7010 โลหะผสม Shahzad et al .[ 12 ] แสดงว่า PICKLING กระบวนการส่งผลให้เกิดการก่อตัวของหลุม โดยโจมตีเป็นอนุภาคที่ผิวหน้า ด้วยความเหนื่อยล้า ชีวิตความหมาย
ในการแสดงตนของข้อบกพร่องที่ผิวเหล่านี้ ความล้าของอุปกรณ์ที่สามารถช่วยเร่ง ดังนั้นรวมความเข้าใจเหล่านี้รักษาก่อนในถิ่นการกัดกร่อนกลไกจึงเป็นที่น่าสนใจ ทางวิทยาศาสตร์ในบริบทนี้ วัตถุประสงค์ของการศึกษาในปัจจุบันที่มีผลกระทบของแต่ละบุคคลและการรักษาพื้นผิวรวมผลกระทบต่อชีวิตให้ความเหนื่อยล้าของโลหะผสม นอกจากนี้ ส่วนประกอบ ขนาดและการกระจายอนุภาคสามารถแตกต่างกันสำหรับตามยาว L , TL ขวางยาวและสั้นตามขวางเซนต์ เส้นทางจึงเป็นพฤติกรรมการกัดกร่อนสามารถแตกต่างกันสำหรับการรักษาแต่ละอย่างไรก็ตามในบทความนี้โดยได้รับ machined ในทิศทางที่ยาวขวาง ' TL ' และต่อมาความล้าที่ได้รับการประเมินแสงและกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนสเปกโตรสโคปกระจายตัวควบคู่กับพลังงานที่ใช้ในการศึกษา ผลของการรักษาแต่ละบนพื้นผิวภูมิประเทศและการแตกหักของชิ้นงานพื้นผิวความเหนื่อยล้าเพื่อระบุรอยร้าวกำเนิดเว็บไซต์และเข้าใจกลไกความเสียหาย .
2 รายละเอียดทดลอง
2.1 . วัสดุ
วัสดุศึกษาในระหว่างการศึกษานี้ 7050-t7451 ที่มีองค์ประกอบทางเคมีตามที่กำหนดโดยเทคนิค EDS , จะได้รับใน ตารางที่ 1 t7451 รักษาประกอบด้วยความร้อนรักษาการดับและ overaging [ 13 ] สำหรับความต้านทานการแตกหักขึ้นและการสูญเสียน้อยที่สุดของความต้านทานแรงดึง
การแปล กรุณารอสักครู่..
