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17-7PH不锈钢0Cr17Ni7Al半奥氏体沉淀硬化高强不锈钢TC18钛合金航空航天钛合金化学成分
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司
更新时间：2013-12-19
17-7PH不锈钢（0Cr17Ni7Al）属半奥氏体沉淀硬化高强不锈钢，该钢兼有奥氏体钢耐蚀性强、冷加工性能良好和马氏体钢可通过热处理强化的优点。在飞机上，钢一般用于要求兼顾强度、刚度和温度并且空间有限而无法选用铝合金和钛合金的部位。采用高强度沉淀硬化型不锈钢替代传统的高强度合金钢不仅可提高飞机的使用寿命，缩短维修期，而且可降低飞机的制造成本和减少环境污染。
TC18钛合金和17-7PH不锈钢是飞机结构中广泛应用的金属材料，然而由于钛合金腐蚀电极电位高于17-7PH不锈钢。因此，钛合金零部件与17-7PH不锈钢接触时不仅存在缝隙腐蚀现象，而且存在电偶腐蚀隐患，由此威胁飞机的安全服役，迫切需要探讨有效的防护技术措施。因此，本试验将17-7PH不锈钢暴晒在海南和青岛的海洋大气环境下，研究其与TC18钛合金的接触腐蚀对其疲劳性能的影响，这将为其今后的应用与防护提供理论依据。
本试验所用材料是17-7PH不锈钢和TC18钛合金，成分如表1、表2所示。17-7PH不锈钢为板状，规格为206mm×40mm×2mm，中部两侧有一弧度，半径为120mm，试样表面经打磨抛光后，其表面处理分两种：一种是化学钝化，另一种是化学钝化后进行涂漆。它们与表面阳极化的TC18钛合金的连接方式分为两种：胶结连接（装配）和不连接（不装配）。将不同表面状态的17-7PH不锈钢板状试样在青岛团岛和海南万宁进行1年的大气暴晒试验，对其宏观腐蚀形貌对比，并测定其疲劳寿命，采用扫描电子显微镜（SEM）观察暴晒试样表面腐蚀形貌，用光学显微镜比较腐蚀坑深度，分析海洋大气腐蚀对17-7PH不锈钢疲劳性能的影响，最后得出了17-7PH不锈钢的腐蚀防护措施。
表1 17-7PH不锈钢的化学成分（质量分数，%）
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元素
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C
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Mn
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Si
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Cr
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Ni
|
S
|
P
|
Al
|
Fe
|
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含量
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0.06
|
0.88
|
0.79
|
17.65
|
7.20
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0.02
|
0.03
|
1.55
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余量
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表2 TC18钛合金的化学成分（质量分数，%）
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元素
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Al
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Mo
|
V
|
Cr
|
Fe
|
Zr
|
Si
|
Ti
|
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含量
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5.08
|
4.85
|
5.35
|
1.20
|
0.95
|
0.22
|
0.15
|
余量
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结果表明：在青岛暴晒的不涂漆17-7PH不锈钢试样表面色泽变暗，有均匀的细小点蚀，而海南的试样表面有大面积较均匀的褐色锈层，特别是17-7PH不锈钢与TC18钛合金连接腐蚀较为集中，但腐蚀并没有降低其疲劳寿命；从暴晒试样的表面微观腐蚀形貌比较，无论涂漆与否，17-7PH不锈钢表面都有轻微腐蚀，但只局限于表层，点蚀不深，并且趋向均匀腐蚀；17-7PH不锈钢抗大气腐蚀性能很好，经钝化后可不涂漆直接在海洋大气环境中使用1年，而不会对其疲劳性能产生明显影响。
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