Corrosion and corrosion-induced failure of hybrid CFRP-Al-transition-structures

CFRP-Al 混合过渡结构的腐蚀和腐蚀引起的失效

• 批准号: 250677853
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Hans-Werner Zoch
• 金额: --
• 依托单位: Leibniz-Institut für Werkstofforientierte Technologien IWT
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Units
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2013-12-31 至 2016-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/250677853?language=en
• 关键词: Corrosion; corrosion; induced; failure; hybrid

Im Rahmen des Teilprojekts soll das Korrosionsverhalten integraler CFK-Aluminium-Übergangsstrukturen systematisch untersucht werden. Das grundsätzliche Problem einer möglichen Kontakt¬korrosion zwischen Aluminiumlegierungen und den elektrisch leitenden Kohlenstofffasern in CFK-Werkstoffen ist seit Langem bekannt. Bereits nach 48 h Salzsprühnebeltest zeigen C-Faser/AW-6082-Modellproben mit einem C-Faser-Aluminium-Oberflächenverhältnis von 1 einen erheblichen Korrosionsangriff an der als relativ korrosionsbeständig geltenden Aluminiumknetlegierung AW-6082 (AlSi1MgMn-T6). Zusätzlich wurde bei Dauertauchversuchen in 5%iger NaCl-Lösung eine deutliche Entwicklung von Korrosionswasserstoff beobachtet, der zu einer Wasserstoffversprödung des Aluminiums führen kann. Werden entsprechende Übergangsstrukturen gleichzeitig einer mechanischen Zug- oder schwingenden Beanspruchung ausgesetzt, so sind alle Voraussetzungen für Spannungs- bzw. Schwingungsrisskorrosion erfüllt, die zu einem vorzeitigen Bauteilversagen führen können. Trotz der hohen technischen Relevanz gibt es nach unserer Kenntnis bisher keine öffentlich zugänglichen wissenschaftlichen Publikationen, die sich mit der Wechselwirkung von Kontaktkorrosion mit Spannungsrisskorrosion hybrider CFK-Aluminium-Übergangsstrukturen auseinandergesetzt haben. Das Ziel ist deshalb die qualitative und quantitative Korrosionsanalyse entsprechender Übergangsstrukturen ohne und mit mechanischer Zugbeanspruchung zur Bewertung der spannungsrisskorrosionsbedingten Reduktion der Lebensdauer solcher Strukturen sowie die Ableitung, Umsetzung und Überprüfung geeigneter Gegenmaßnahmen im Bereich der Konstruktion, der Werkstoffauswahl, des Oberflächenzustands, etc. Folgende wissenschaftliche Fragestellungen sollen beantwortet werden:• Welche Korrosionsarten (z.B.: Kontaktkorrosion, Spaltkorrosion, Lochkorrosion, interkristalline Korrosion etc.) dominieren an den verschiedenen Übergangsstrukturen und welchen Einfluss haben Werkstoff (Aluminiumlegierung), Oberflächenzustand, Wärmebehandlungszustand, Fügetechnologie und konstruktive Ausführung auf das Gesamtkorrosionsverhalten?• Wie stark wird das freie Korrosionspotenzial realer CFK-Al-Übergangsstrukturen angehoben gegenüber der Aluminiumlegierung ohne elektrischen Kontakt zu C-Faser- bzw. Titan? • Welche Rolle spielt die Wechselwirkung von Kontaktkorrosion mit Spannungsrisskorrosion an den verschiedenen Übergangsstrukturen. Wie reduziert sich die Lebensdauer, wenn diese Strukturen mit ca. 80% der Streckgrenze des Aluminiumwerkstoffs zugbeansprucht werden?• Durch welche Maßnahmen (Werkstoffauswahl, Oberflächenzustand, Wärmebehandlung, Fügetechnologie, Konstruktion) lässt sich das Gesamtkorrosionsverhalten der Übergangsstrukturen nachhaltig positiv beeinflussen? (in Kooperation mit TP1, TP2, TP3, TP5 und TP 7)

在Rahmen des teilprojects出售的Korrosionsverhalten集成商cfk - aluminum -Übergangsstrukturen系统不受影响。as grundsätzliche Problem iner möglichen Kontakt ø腐蚀zwischen Aluminiumlegierungen and den elektrisch leitenden Kohlenstofffasern in CFK-Werkstoffen ist seit Langem bekant。每48小时，salzspr<s:1> hnebeltest zeigen C-Faser/AW-6082- modelmodelproben mit einem C-Faser-Aluminium-Oberflächenverhältnis von 1 einen erheblichen Korrosionsangriff，并相对于korrosionsbeständig geltenden Aluminiumknetlegierung AW-6082 （AlSi1MgMn-T6）。Zusätzlich wurde bei Dauertauchversuchen in 5%iger NaCl-Lösung eine deutliche Entwicklung von Korrosionswasserstoff beobachet, der zu einer Wasserstoffversprödung des alumalumens fhren kann。Werden entsprechende Übergangsstrukturen gleichzetig einer mechanichen Zug- oder schwingenden Beanspruchung ausgesetzt，因此，alle Voraussetzungen fgr Spannungs- bzw。schwingungsrisskorsion erf<e:1>, die zu einem vorzeitigen Bauteilversagen f<s:1> hren können。Trotz der hohen technischen relanz giberer kentnis bisher keine öffentlich zugänglichen wissenschaftlichen Publikationen， die simitder wehselwirkung von Kontaktkorrosion mitspannungsrisk蚀杂化器CFK-Aluminium-Übergangsstrukturen ausehnandergesetzt haben。Das Ziel ist deshaldie qualitative and quantitative Korrosionsanalyse entsprechender Übergangsstrukturen ohne和mit mechanischer Zugbeanspruchung zur Bewertung der spannungsriskrosionsshingten reductionder Lebensdauer solcher struckturen sowie die Ableitung， Umsetzung和Überprüfung geeigneter Gegenmaßnahmen im Bereich der konstruction， der Werkstoffauswahl， des Oberflächenzustands等。Folgende wissenschaftliche Fragestellungen sollen beantwortet werden：•Welche Korrosionsarten （z.B.: kontaktkorosion, spaltkorosion, lochkorosion， inter晶间korosion等）dominieren and den verschiedenen Übergangsstrukturen und welchen Einfluss haben Werkstoff (Aluminiumlegierung), Oberflächenzustand, Wärmebehandlungszustand, f<s:1>地质技术与工程技术<e:1> (hrung auf das Gesamtkorrosionsverhalten) ？•威斯特风是自由的Korrosionspotenzial realer CFK-Al-Übergangsstrukturen angehoben gegen <e:1> ber der Aluminiumlegierung ohne elektrischen Kontakt zu c - faster - bzw。泰坦?•Welche Rolle spielt die Wechselwirkung von Kontaktkorrosion mit spannungsrisskorsion and den verschiedenen Übergangsstrukturen。我们如何还原我们的工作原理，当我们的工作原理达到80%的时候，我们的工作原理就会变得更加复杂。•Durch welche Maßnahmen (Werkstoffauswahl, Oberflächenzustand, Wärmebehandlung, fgetechnologie, konstrucktion) lässt sich das Gesamtkorrosionsverhalten der Übergangsstrukturen nachhaltig positivebeeinflussen ？（在TP1， TP2, TP3， TP5和tp7的合作中）