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裂紋擴展到一定長度后,裂紋主應力的作用面發(fā)生偏離,疲勞裂紋將沿著與正應力方向大致垂直的方向擴展,即開始宏觀裂紋擴展,又稱為疲勞裂紋擴展的第段。疲勞裂紋擴展第段的主要特征是在斷口上出現(xiàn)疲勞條帶。 疲勞條帶的形成可以用Laid-Smith模型解釋:在疲勞裂紋擴展的第段,當循環(huán)應力為零時,裂紋呈閉合狀態(tài)。循環(huán)應力為拉應力時,裂紋在拉應力作用下張開,裂紋處產(chǎn)生應力集中,導致裂紋擴展。外加拉應力逐漸增大裂紋擴展加劇,但隨著裂紋的擴展,裂紋滑移區(qū)擴大,裂紋逐漸變鈍,應力集中程度降低,同時外加拉應力值也開始減小,當兩者作用的結(jié)果達到平衡,滑移停止裂紋不在擴展。 當外加交變應力為壓應力時,滑移沿反方向進行,原始裂紋和新擴展的裂紋表面被壓近,己經(jīng)鈍化的裂紋被彎折、。當壓應力達到值時,裂紋表面被壓合,裂紋又由鈍變銳,形成尖角。在下一周期外加應力為拉應力時,在其作用下被的裂紋又產(chǎn)生應力集中裂紋繼續(xù)擴展。 實際上,在疲勞主裂紋的擴展過程中,常遇到晶界、相界或亞晶界等物,如果此類裂紋擴展物的強度很高,主裂紋不易通過而阻礙了其沿原來方向的擴展,裂紋的擴展方向?qū)l(fā)生改變,裂紋的擴展方向發(fā)生偏轉(zhuǎn),這將導致二次裂紋的產(chǎn)生。
硬質(zhì)陽極氧化是一種鋁卷鋁板及其合金特殊的陽極氧化法,有的也稱厚膜陽極氧化,是20世紀50年代前后的重要的功能氧化工藝之一。硬質(zhì)膜的硬度較高,在純鋁上所得的硬度可以達到1000HV以上,超過硬鉻的硬度。早期的硬質(zhì)陽極氧化一般在低溫低濃度和強制攪拌方式進行,這樣條件下生成的氧化膜在電解液中溶解較慢,所得的膜層厚度就比較厚,但膜層生長速度慢,生產(chǎn)成本高,且對鍛鋁、高硅、高銅鋁合金等特殊鋁材不適用。 目前對于硬質(zhì)氧化的改進非常活躍,主要于兩個方面。一是加入添加劑:另外則為改變的直流施壓方式。加入添加劑主要是為了降低電解液對氧化膜層的溶解速度和允許溫度范圍。有機梭酸,如、乳酸、酒石酸、磺基水楊酸等為常用的硬質(zhì)氧化添加劑;還有一些特殊的添加劑如金屬鹽、氟化鈣、粗蔥、木質(zhì)素等。 這些添加劑的加入,能改變陽極氧化過程中化學、電化學行為,降低膜層的溶解速度和孔隙率,并可使氧化溫度到5-20℃,有的甚至可以到40℃.在有關硬質(zhì)陽極氧化的研究中,電源波形和電源設備的研究是為活躍的一個領域,從直流、交直流且加、脈沖電流一直到交流都開展了大量的研究。 這些工藝大都為了改善高合金成分材料的陽極氧化,燒穿或工作溫度,膜層的硬度、厚度或耐磨性等。脈沖氧化適合一些難氧化的鋁合金的硬質(zhì)氧化,在已經(jīng)得到推廣.脈沖可以實現(xiàn)大電流密度快速硬質(zhì)陽極氧化,成膜速率可達1.5um/min。
致密層晶粒較細小,硬度高,絕緣電阻大,其成分基本不受電解液溶液影響,增長速度隨時間延長;疏松層晶粒較,存在許多孔洞,孔洞周圍又有許多微裂紋向內(nèi)擴展,成分受電解液組分影響較大,厚度隨時間延長呈線性增加。 鋁微弧氧化膜層的主體由致密層組成,約占總厚度的70%,其結(jié)構(gòu)包括a-A1203和y-A1203,隨著制備工藝的不同,涂層中還可能出現(xiàn)其它外來氧化物。微弧氧化常用的電解液分為酸性電解液和堿性電解液兩類。酸性電解液為濃或和其鹽類溶液,有時還需加入一定的添加劑,對環(huán)境存在一定的污染,目前很少采用。 雖然該的成膜機理還不十分清楚,但膜層的組成、結(jié)構(gòu)和顏色等性能均可通過改變?nèi)芤撼煞旨右?,而且該成膜速度快、對電源設備的要求不苛刻,因此,該在鋁合金防護裝飾性及功能性應用方面將有著廣闊的前景。 堿性電解液中,陽極反應生成的金屬離子很容易轉(zhuǎn)變成帶負電的膠體粒子而進入膜層,和改變膜層的微觀結(jié)構(gòu)而新的特性,所以電解液由初期的酸性發(fā)展為現(xiàn)在廣泛采用的堿性。本嚴格遵循相關法律法規(guī)規(guī)定,絡,如有請告知。
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