مدلسازی تجربی نرخ گسترش ترک تحت شرایط تنش چندمحوری و خوردگی کلریدی در آلیاژ آلومینیوم ۲۰۲۴-۴T با تمرکز بر انتقال حالت شکست از داکتیل به ترد

در این پژوهش، یک رویکرد ترکیبی مبتنی بر آزمون تجربی و تحلیل داده ای برای بررسی نرخ گسترش ترک در آلیاژ آلومینیوم ۲۰۲۴-۴ Tدر معرض تنش چندمحوری و محیط خورنده کلریدی ارائه شده است. برخلاف مطالعات رایج که به بررسی رفتار کششی تک محوره یا ضخامت تمرکز دارند، این تحقیق بر انتقال حالت شکست از داکتیل به ترد در شرایط پیچیده تنش و محیط مهاجم تمرکز می کند. از یک دستگاه مکانوشیمیایی ویژه بهره گرفته شد که توانایی اعمال هم زمان نیروی خمشی و کششی را در حضور محلول ۳.۵ درصد NaCl دارد. آزمون ها در قالب سناریوهای مختلف بارگذاری و ولتاژگذاری انجام شد.برای ارزیابی رفتار گسترش ترک، از ترکیب داده های تجربی و تحلیل های آماری استفاده شد. نرخ گسترش ترک با استفاده از روش تصویربرداری زمان دار و تحلیل نقطه ای رشد ترک استخراج شد. سپس تغییرات نرخ گسترش بر حسب شدت بار، مدت زمان خوردگی، و میزان ولتاژ الکتروشیمیایی تحلیل گردید. یافته ها نشان دادند که در بارگذاری های خمشی-کششی و پتانسیل الکتروشیمیایی منفی، انتقال حالت شکست از داکتیل به ترد در بازه مشخصی از انرژی آزاد ترک رخ می دهد. همچنین مشخص شد که نرخ رشد ترک در حضور ولتاژ، تا سه برابر بیشتر از حالت بدون قطبش است.تصاویر شکست توسط SEM و آنالیز EDS نیز توزیع غیرهمگن ترک، ایجاد شاخه های ثانویه، و تمرکز عناصر مهاجم در مسیر ترک را نشان داد. این مقاله، با ارائه روشی نوین برای شناسایی مرحله انتقال شکست، به درک دقیق تر رفتار آلیاژهای هوافضایی در محیط های تنش زا و مهاجم کمک می کند.

کلیدواژه ها:

ترک خوردگی تنشی ، پتانسیل الکتروشیمیایی ، سطح شکست