环境对航空材料力学性能的影响

环境对材料da/dN的影响，主要包括温度和腐蚀介质对其疲劳裂纹扩展行为的作用。

研究表明，一般情况下，材料的da/dN随着温度的升高而增高。图14-18所示为316不锈钢在不同温度下的da/dN-ΔK曲线。由图14-18可见：

（1）da/dN随着温度的升高而增高。

（2）不同温度下的da/dN-ΔK关系仍符合幂指数关系，即满足Paris公式。

（3）随着ΔK的增高，温度对da/dN的加速作用逐渐减弱。

腐蚀环境对材料疲劳裂纹扩展性能的影响主要有以下结论：

1）腐蚀介质对裂纹形核和疲劳裂纹扩展都有明显影响。

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图14-18 316不锈钢在不同温度下的da/dN-ΔK曲线

2）一般情况下，单纯的腐蚀对裂纹扩展没有影响，只有在循环加载条件下，腐蚀介质才会增高da/dN，使材料的疲劳寿命降低。

3）当裂纹尖端的K_max大于材料的应力腐蚀应力强度因子K_Ⅰscc时，腐蚀介质可使da/dN增大几个数量级。

4）在近门槛扩展区的低ΔK水平下，腐蚀产物诱发的闭合效应会降低裂纹的da/dN。

5）对于不同腐蚀介质，材料疲劳裂纹扩展性能的下降程度也会有所不同。图14-19所示为7150铝合金在4种环境下的da/dN-ΔK曲线对比。由图14-19可见，实验室空气环境下材料的疲劳裂纹扩展性能最好，潮湿空气次之，3.5%NaCl盐溶液和油箱积水最差，且两者相差无几。

图14-19 7150铝合金在4种不同环境下的da/dN-ΔK曲线对比