宋海鵬,劉長春

（中國民航大學(xué) 中歐航空工程師學(xué)院，天津 300300）

隨著老齡飛機(jī)數(shù)量的不斷增加，航空材料的腐蝕疲勞及其對飛機(jī)結(jié)構(gòu)完整性的影響受到越來越多的關(guān)注[1]。鋁合金（AA）由于強(qiáng)度高、質(zhì)量輕而被廣泛用于飛機(jī)的機(jī)身框架和機(jī)翼蒙皮[2-4]。然而，鋁合金對腐蝕環(huán)境很敏感，局部腐蝕容易促進(jìn)飛機(jī)部件在疲勞載荷下的裂紋萌生和擴(kuò)展[5-7]。為了保證飛行安全，開展局部腐蝕鋁合金疲勞失效研究十分必要。

近年來，局部腐蝕鋁合金損傷失效數(shù)值模擬受到廣泛關(guān)注。Pidapatri等利用有限元方法分析鋁合金腐蝕坑周圍的應(yīng)力分布，結(jié)果表明最高應(yīng)力水平隨腐蝕時(shí)間的延長而增加[8]。Hu等提出了一種考慮彈塑性損傷累積的連續(xù)損傷力學(xué)方法來預(yù)測AA2024-T32的腐蝕疲勞壽命[2]。McMurtrey等采用線彈性斷裂力學(xué)模型，結(jié)合腐蝕修正等效初始缺陷尺寸，預(yù)測了變幅載荷下腐蝕鋁合金AA7075-T6511的疲勞壽命[9]。Wang等基于 Willenborg-Chang準(zhǔn)則的裂紋擴(kuò)展累積方法用于評估AA7050-T7451 的腐蝕-疲勞壽命[10]。

與此同時(shí)，研究者通過各種實(shí)驗(yàn)技術(shù)對局部腐蝕鋁合金疲勞裂紋的萌生和擴(kuò)展進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。Rokhlin等基于斷口形貌觀察分析裂紋萌生特征，表明AA2024-T311疲勞裂紋在最深的腐蝕坑處萌生[11]。Kim利用同樣的方法，觀測到在AA7075-T6511試件中，疲勞裂紋萌生于腐蝕坑匯聚的地方[12]。為了確定裂紋萌生時(shí)間，Walde等在疲勞過程中對預(yù)腐蝕AA2024-T3進(jìn)行中斷實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，在施加循環(huán)載荷后裂紋立即成核[13]。Jones等使用數(shù)字視頻技術(shù)研究了凹坑到裂紋的轉(zhuǎn)變過程，結(jié)果表明在確定裂紋形核的時(shí)間和位置方面，凹坑的表面積、凹坑密度與坑的深度一樣重要[14]。Burns等研究發(fā)現(xiàn)腐蝕坑到裂紋的轉(zhuǎn)變?nèi)Q于腐蝕坑的微觀特征以及施加的疲勞應(yīng)力水平[15]。Burns利用裂紋表面標(biāo)記帶法分析預(yù)腐蝕AA7050-T7451試件的裂紋擴(kuò)展速率，結(jié)果顯示裂紋擴(kuò)展速率在不同腐蝕形態(tài)下收斂到可比值[16]。Li等通過掃描電子顯微鏡原位疲勞實(shí)驗(yàn)研究了預(yù)腐蝕對AA6151-T6疲勞裂紋擴(kuò)展的影響[17]。Joshi等利用光學(xué)顯微鏡觀察了預(yù)腐蝕AA7075-T6的短裂紋擴(kuò)展。結(jié)果表明，在鹽水條件下，短裂紋擴(kuò)展壽命約為環(huán)境空氣下的5~8倍[18]。

然而，目前尚缺乏對預(yù)腐蝕鋁合金疲勞破壞過程的全場定量觀測，以分析預(yù)腐蝕鋁合金開裂行為的時(shí)空特征。數(shù)字圖像相關(guān)（DIC）是一種基于圖像分析獲取材料表面變形信息的光學(xué)測量方法，能有效用于觀測材料在不同工況下的變形破壞規(guī)律[19-20]。最近，本文作者利用該方法成功觀測了預(yù)腐蝕鋁合金的損傷演化和裂紋擴(kuò)展[21]。本工作的側(cè)重點(diǎn)是進(jìn)一步通過該方法研究不同載荷條件下預(yù)腐蝕2024-T4鋁合金疲勞裂紋的萌生和擴(kuò)展。為此，對預(yù)腐蝕的AA2024-T4試樣進(jìn)行了三種不同的最大應(yīng)力水平和應(yīng)力比的恒幅疲勞實(shí)驗(yàn)。DIC用于獲取疲勞過程中的應(yīng)變場，直觀地顯示試樣裂紋的萌生和擴(kuò)展直至失效；進(jìn)一步通過掃描電鏡觀察由DIC確定的關(guān)鍵損傷區(qū)域的斷口，進(jìn)而分析微裂紋萌生特征；結(jié)合應(yīng)變場演變和斷口形貌分析，探討預(yù)腐蝕鋁合金在不同加載條件下的疲勞開裂行為。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料及試件

實(shí)驗(yàn)材料是6 mm厚的軋制鋁合金2024-T4板材?；瘜W(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%）為 3.77 Cu、1.76 Mg、0.5 Si、0.5 Fe、0.37 Mn、0.15 Ti和 92.95 Al。試樣制備過程包括機(jī)械加工、預(yù)腐蝕、清洗和制斑噴漆。首先，沿著軋制方向截取狗骨形試樣，尺寸如圖1所示。測得該材料的單軸拉伸屈服強(qiáng)度為352 MPa，抗拉強(qiáng)度為 492 MPa。其次，將所有試樣均勻浸入標(biāo)準(zhǔn)剝落腐蝕溶液中96 h，以產(chǎn)生預(yù)腐蝕損傷。腐蝕液由以下方法配制，將氯化鈉（NaCl）234 g，硝酸鉀（KNO3）50 g 和硝酸（HNO3）6.3 mL與蒸餾水混合稀釋至1 L。然后對預(yù)腐蝕樣品進(jìn)行超聲波清洗，去除表面腐蝕產(chǎn)物。在試樣表面觀察到典型的腐蝕形態(tài)，如圖1所示。最后，在樣品表面用啞光漆制備隨機(jī)黑白散斑，便于DIC分析。

1.2 實(shí)驗(yàn)流程

利用Instron-8803疲勞試驗(yàn)機(jī)，在室溫下對預(yù)腐蝕試樣進(jìn)行兩組不同最大應(yīng)力水平和應(yīng)力比的疲勞實(shí)驗(yàn)，如圖2所示。在第一組中，設(shè)置最大應(yīng)力為 222 MPa，278 MPa 和 333 MPa，分別對應(yīng)于抗拉強(qiáng)度的45%，58%和68%，設(shè)置應(yīng)力比R為0.2。在第二組中，應(yīng)力比R設(shè)置為0.1，0.2和0.5，并將最大應(yīng)力設(shè)置為常數(shù)333 MPa。所有測試的加載頻率f均為4 Hz。每種加載條件進(jìn)行三次重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

圖1 試件尺寸及表面預(yù)腐蝕形貌Fig. 1 Specimen size and surface pre-corrosion morphology

圖2 加載曲線示意圖 （a）不同應(yīng)力水平加載波形；（b）不同應(yīng)力比加載波形Fig. 2 Schematic diagram of fatigue waveforms （ a） applied fatigue stress waveforms for different maximum stresses；（b）applied fatigue stress waveforms for different stress ratios.

在疲勞加載過程中，通過商業(yè)軟件VIC-3D拍攝指定疲勞周期零載荷水平下試樣表面的雙目圖像。為了確保捕獲散斑圖像的質(zhì)量，在拍攝圖像時(shí)臨時(shí)中斷加載并降至零載荷。相機(jī)分辨率為1524 ×3205像素。測試結(jié)束后，通過VIC-3D軟件對采集到的試件雙目圖像序列進(jìn)行處理得到應(yīng)變場。設(shè)置計(jì)算的子集大小為27 × 27像素，步長為5像素。

2 結(jié)果與分析

2.1 疲勞壽命分析

圖3為不同加載條件下預(yù)腐蝕試樣對應(yīng)的實(shí)測疲勞壽命。由圖3可以看出，對于相同的應(yīng)力比0.2，在最大應(yīng)力分別為 222，278 和 333 MPa情況下，平均疲勞壽命分別為42742，20534和12004周次。與最大應(yīng)力222 MPa相比，最大應(yīng)力為278 MPa和333 MPa加載試樣的平均疲勞壽命分別降低了52%和72%。對于相同的最大應(yīng)力333 MPa，在應(yīng)力比分別為0.1，0.2和0.5情況下，平均疲勞壽命分別為9158，12004和32081周次。與應(yīng)力比為0.5的試樣相比，應(yīng)力比為0.2和0.1的試樣的平均疲勞壽命分別降低了62.5%和71.4%。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果清楚地表明，最大應(yīng)力和應(yīng)力比對預(yù)腐蝕AA2024-T4的疲勞性能存在重要影響。

圖3 不同加載條件下的疲勞壽命Fig. 3 Measured fatigue lives of pre-corroded specimens under different loading conditions

2.2 基于 3D-DIC 的裂紋萌生和擴(kuò)展研究

為了進(jìn)一步描述預(yù)腐蝕試樣中宏觀裂紋萌生和擴(kuò)展的時(shí)空演化特征，用3D-DIC計(jì)算了在特定疲勞循環(huán)中對應(yīng)于零載荷水平時(shí)試樣的最大拉伸應(yīng)變場。圖 4 給出了在應(yīng)力水平 σmax= 222 MPa，R = 0.2時(shí)預(yù)腐蝕試樣的典型DIC結(jié)果。在30000個(gè)周期之前沒有觀察到明顯的應(yīng)變集中（圖4（a））。隨著循環(huán)次數(shù)增加到42200次，在試樣的左邊緣出現(xiàn)一個(gè)應(yīng)變局部化區(qū)域（圖4（b），由白色箭頭指示），反映出損傷已經(jīng)逐漸局部化，并導(dǎo)致裂紋萌生。從關(guān)鍵損傷區(qū)Ⅰ1的放大視圖中，檢測到與垂直方向（加載方向）方向呈63°角的裂紋。結(jié)果表明，裂紋萌生區(qū)域遠(yuǎn)離試樣長度方向的中間位置（對應(yīng)于最小橫截面面積），表明腐蝕損傷對疲勞裂紋萌生位置有顯著影響。考慮到裂紋閉合效應(yīng)會(huì)對疲勞裂紋長度測量產(chǎn)生一些不利影響[22]，這里僅通過DIC識別裂紋的起始和方向，在今后的工作中將通過微觀DIC對裂紋長度和裂紋閉合進(jìn)行更深入的分析。裂紋隨著疲勞循環(huán)次數(shù)的增加而同時(shí)擴(kuò)展（圖4（c）和（d））。應(yīng)變場演化表明，裂紋的長度和寬度變得越來越大，導(dǎo)致43371周次時(shí)試件斷裂（圖 4（e））。

圖 5 顯示了在應(yīng)力水平 σmax= 278 MPa，R =0.2時(shí)試樣中最大拉伸應(yīng)變場的演變。局部損傷區(qū)域在 18000次循環(huán)之前不明顯（圖 5（a））。在18600次循環(huán)后，在試樣的左邊緣觀察到一個(gè)應(yīng)變集中區(qū)域Ⅱ1，它具有明顯高于其他區(qū)域的應(yīng)變值（圖5（b），如箭頭所指），這表明裂紋已經(jīng)在該區(qū)域（遠(yuǎn)離試樣的中間長度位置）開始萌生。裂紋取向與垂直方向成61°角。與222 MPa的最大應(yīng)力相比，較高的最大應(yīng)力導(dǎo)致疲勞裂紋過早出現(xiàn)。裂紋在疲勞載荷作用下從18900周次到19100周次快速增長（圖 5（c）和（d）），并導(dǎo)致試樣在 19136 周次時(shí)斷裂（圖 5（e））。與最大應(yīng)力為 222 MPa的情況類似，單裂紋萌生并主導(dǎo)了整個(gè)破壞過程。

對于應(yīng)力水平為 σmax= 333 MPa，R = 0.2 的試樣，圖6所示的應(yīng)變云圖反映了疲勞裂紋的萌生和擴(kuò)展。在損傷累積和局部化后，經(jīng)過12800次循環(huán)，在試樣右邊緣的Ⅲ1區(qū)域形成了裂紋（圖6（b））。如第Ⅲ1區(qū)的放大視圖所示，裂紋方向與垂直方向成62°的夾角。隨著疲勞循環(huán)次數(shù)的增加，裂紋逐漸擴(kuò)展（圖6（c）），紅色應(yīng)變集中區(qū)反映了這一點(diǎn)。在13200周次疲勞循環(huán)后，一些其他裂紋也在試樣的左側(cè)邊緣成核（圖6（d），由白色箭頭指示）。起源于Ⅰ1和Ⅰ2區(qū)域的兩個(gè)主裂紋的快速擴(kuò)展和結(jié)合導(dǎo)致了最終的失效（圖 6（e））。

圖4 應(yīng)力水平為222 MPa，應(yīng)力比為0.2條件下的預(yù)腐蝕鋁合金損傷演化、裂紋萌生與擴(kuò)展 （a）30000周次；（b）42200周次；（c）42800周次；（d）43300周次，（e）43371周次Fig. 4 Evolution of maximum tensile strain，visualization of damage，crack initiation and propagation in pre-corroded aluminum alloy at a stress level of σmax = 222 MPa，R = 0.2 （a）30000 cycles；（b）42200 cycles；（c）42800 cycles；（d）43300 cycles；（e）43371cycles

圖5 應(yīng)力水平為 278 MPa，應(yīng)力比為 0.2條件下的預(yù)腐蝕鋁合金損傷演化、裂紋萌生與擴(kuò)展 （a）18000周次；（b）18600周次；（c）18900周次；（d）19100周次；（e）19136周次Fig. 5 Evolution of maximum tensile strain，visualization of damage，crack initiation and propagation in pre-corroded aluminum alloy at a stress level of σmax = 278 MPa， R = 0.2 （ a） 18000 cycles； （ b） 18600 cycles； （ c） 18900 cycles；（d）19100 cycles；（e）19136 cycles

圖6 應(yīng)力水平為 333 MPa，應(yīng)力比為 0.2條件下的預(yù)腐蝕鋁合金損傷演化、裂紋萌生與擴(kuò)展 （a）12500周次；（b）12800周次；（c）13000周次；（d）13200周次；（e）13203周次Fig. 6 Evolution of maximum tensile strain，visualization of damage，crack initiation and propagation in pre-corroded aluminum alloy at a stress level of σmax = 333 MPa， R = 0.2 （ a） 12500 cycles； （ b） 12800 cycles； （ c） 13000 cycles；（d）13200 cycles；（e）13203 cycles

圖7 應(yīng)力水平為 333 MPa，應(yīng)力比為 0.1條件下的預(yù)腐蝕鋁合金損傷演化、裂紋萌生與擴(kuò)展 （a）9000周次；（b）10000周次；（c）10200周次；（d）10400周次；（e）10469周次Fig. 7 Evolution of maximum tensile strain，visualization of damage，crack initiation and propagation in pre-corroded aluminum alloy at a stress level of σmax = 333 MPa， R = 0.1 （ a） 9000 cycles； （ b） 10000 cycles； （ c） 10200 cycles；（d）10400 cycles；（e）10469 cycles

圖 7 顯示了對應(yīng)于 σmax= 333 MPa，R = 0.1 應(yīng)力水平的應(yīng)變場演變。9000次循環(huán)之前應(yīng)變場相對均勻（圖7（a））。然后，在加載至10000次時(shí)（圖7（b）），在試樣的左邊緣（分別位于下部和中部，由白色箭頭指示）出現(xiàn)兩個(gè)相鄰的應(yīng)變集中區(qū)域Ⅳ1和Ⅳ2，表明兩個(gè)裂紋已經(jīng)在這兩個(gè)區(qū)域中成核。其中Ⅳ1區(qū)（應(yīng)變相對較大的區(qū)域）萌生的裂紋與垂直方向呈60°角。這兩個(gè)裂紋隨著疲勞周期的增加而持續(xù)增長（圖 7（c），（d））?？梢园l(fā)現(xiàn)，這兩個(gè)相鄰的裂紋是相互競爭的關(guān)系，并且Ⅳ1區(qū)的裂紋擴(kuò)展速率明顯快于Ⅳ2區(qū)。最后，萌生于關(guān)鍵損傷區(qū)Ⅳ1的裂紋快速擴(kuò)展導(dǎo)致最終失效（圖7（e）），而另一個(gè)裂紋沒有進(jìn)一步擴(kuò)展。

對于 σmax= 333 MPa，R = 0.5 時(shí)的應(yīng)力水平，應(yīng)變場如圖8所示。在疲勞載荷作用下的損傷累積后，在32100次循環(huán)時(shí)試樣的兩側(cè)分別出現(xiàn)兩個(gè)應(yīng)變集中區(qū)Ⅴ1和Ⅴ2，表明兩個(gè)裂紋在這兩個(gè)區(qū)域開始萌生（圖8（b）中的箭頭所示）。位于試樣中部的Ⅴ1區(qū)應(yīng)變相對大于位于上部的Ⅴ2區(qū)，并且Ⅴ1區(qū)的裂紋方向與垂直方向成68°角。此后，這兩個(gè)裂紋隨著加載繼續(xù)增長（圖 8（c）和（d））。源自區(qū)域Ⅴ1的裂紋的快速擴(kuò)展導(dǎo)致最終失效（圖8（e））。值得注意的是，來自Ⅴ2區(qū)的裂紋同時(shí)擴(kuò)展，并導(dǎo)致了較大的二次斷裂。

2.3 斷口形貌分析

如上所述，通過DIC結(jié)果確定了促進(jìn)疲勞裂紋萌生的關(guān)鍵損傷區(qū)域。為了進(jìn)一步分析失效特征，進(jìn)行了斷口分析，給出了微觀斷裂特征，重點(diǎn)分析疲勞裂紋萌生部位。圖9、圖10和圖11顯示了與圖4、圖5、圖6、圖7和圖8相對應(yīng)的失效試樣的典型斷裂形態(tài)。觀察到典型的河流模式以追蹤裂紋起始位置和裂紋擴(kuò)展方向。發(fā)現(xiàn)疲勞裂紋起源于試樣邊緣的局部腐蝕區(qū)域，表明局部腐蝕的存在導(dǎo)致應(yīng)力集中促進(jìn)裂紋萌生。裂紋從萌生源向周圍區(qū)域徑向擴(kuò)展。從裂紋萌生區(qū)的擴(kuò)大視圖來看，在疲勞裂紋源區(qū)（局部腐蝕）處觀察到典型的準(zhǔn)解理斷裂特征，表明腐蝕引起了明顯的材料氫脆現(xiàn)象。

2.4 斷裂過程分析討論

圖8 應(yīng)力水平為 333 MPa，應(yīng)力比為 0.5條件下的預(yù)腐蝕鋁合金損傷演化、裂紋萌生與擴(kuò)展 （a）30000周次；（b）32100周次；（c）33000周次；（d）33200周次；（e）33205周次Fig. 8 Evolution of maximum tensile strain，visualization of damage，crack initiation and propagation in pre-corroded aluminum alloy at a stress level of σmax = 333 MPa，R = 0.5 （a）30000 cycles；（b）32100 cycles；（c）33000 cycles；（d）33200 cycles；（e）33205 cycles

圖9 預(yù)腐蝕試件的典型斷口形貌 （a），（b）應(yīng)力水平為 222 MPa，應(yīng)力比為 0.2；（c），（d）應(yīng)力水平為278 MPa，應(yīng)力比為 0.2Fig. 9 Fracture morphology of pre-corroded aluminum alloy （a），（b）σmax = 222 MPa，R = 0.2；（c），（d）σmax = 278 MPa，R = 0.2.

圖10 應(yīng)力水平為333 MPa，應(yīng)力比為0.2條件下預(yù)腐蝕試件的典型斷口形貌 （a），（b）區(qū)域Ⅲ1斷口特征及局部放大形貌；（c），（d）區(qū)域Ⅲ2斷口特征及局部放大形貌Fig. 10 Fracture morphology of pre-corroded aluminum alloy at a stress level of σmax = 333 MPa，R = 0.2. （a），（b）regionⅢ1 and enlarged view；（c），（d）region Ⅲ2 and enlarged view

疲勞裂紋起源于局部腐蝕區(qū)域，并伴隨著典型的準(zhǔn)解理斷裂特征的現(xiàn)象，與文獻(xiàn)[15，23-25]中報(bào)道的結(jié)果相一致，揭示了局部腐蝕的應(yīng)力集中加速了裂紋的萌生，并且預(yù)腐蝕導(dǎo)致了鋁合金的氫脆。本工作進(jìn)一步通過DIC應(yīng)變圖研究了預(yù)腐蝕鋁合金在不同加載條件下疲勞裂紋萌生和擴(kuò)展的時(shí)空特征。結(jié)果表明，試件邊緣局部腐蝕對疲勞裂紋萌生位置有顯著影響。大多數(shù)裂紋萌生源都位于遠(yuǎn)離試件中間長度的位置，與中間長度位置相比，萌生源區(qū)的應(yīng)力相對較小。這些現(xiàn)象表明，腐蝕損傷可以明顯改變疲勞裂紋的形核位置。此外，通過DIC識別的裂紋方向與加載方向的角度范圍為60°~68°，表明疲勞裂紋擴(kuò)展的早期階段可以用KⅠ/KⅡ混合模式來描述。已有大量基于斷裂力學(xué)[9，23，26-27]預(yù)測預(yù)腐蝕鋁合金疲勞壽命的建模工作。然而，這些工作沒有考慮混合型開裂行為。本工作實(shí)驗(yàn)中的觀察結(jié)果可以為通過考慮混合型斷裂來改進(jìn)建模工作提供實(shí)驗(yàn)參考。

圖11 預(yù)腐蝕試件的典型斷口形貌 （a），（b）應(yīng)力水平為 333 MPa，應(yīng)力比為 0.1；（c），（d）應(yīng)力水平為 333 MPa，應(yīng)力比為0.5Fig. 11 Fracture morphology of pre-corroded aluminum alloy （a），（b）σmax = 333 MPa，R = 0.1；（c），（d）σmax = 333 MPa，R = 0.5.

此外，本工作實(shí)驗(yàn)中觀察到了四種典型的斷裂模式：單一裂紋模式、多裂紋聯(lián)合、多裂紋競爭和多裂紋平行擴(kuò)展模式。單一裂紋模式如圖4和圖5所示，發(fā)生在相對較低的最大應(yīng)力水平。在這種模式下，只有一條裂紋起源于局部腐蝕，并隨著疲勞周期的增加而沿一定角度擴(kuò)展，直至斷裂。在相對較高的最大應(yīng)力水平下，發(fā)現(xiàn)多個(gè)裂紋在試樣邊緣的不同區(qū)域萌生，如圖7、圖8和圖9所示，這可以區(qū)分為多裂紋聯(lián)合、多裂紋競爭和多裂紋平行擴(kuò)展模式。對于多裂紋聯(lián)合模式，發(fā)現(xiàn)多個(gè)裂紋在不同區(qū)域同時(shí)萌生和擴(kuò)展，兩個(gè)萌生于關(guān)鍵損傷區(qū)的主裂紋聯(lián)合導(dǎo)致最終失效。對于多裂紋競爭模式，兩個(gè)或兩個(gè)以上的裂紋在相鄰區(qū)域產(chǎn)生，但只有一個(gè)最終形成主裂紋并導(dǎo)致失效。對于多裂紋平行擴(kuò)展模式，發(fā)現(xiàn)多個(gè)裂紋在沒有交互作用的情況下同時(shí)平行擴(kuò)展。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同模式下的斷裂路徑有很大差異。這些斷裂模式是由加載條件的耦合效應(yīng)和關(guān)鍵損傷區(qū)域的相對位置決定的。較高的最大應(yīng)力水平促進(jìn)了多重裂紋的萌生，這與文獻(xiàn)[28]中報(bào)道的發(fā)現(xiàn)一致。關(guān)鍵損傷區(qū)域的相對位置與局部腐蝕的分布有關(guān)，對斷裂模式有重要影響。例如，如圖7所示，兩個(gè)裂紋在相鄰區(qū)域開始萌生，觀察到一個(gè)裂紋的快速增長明顯抑制了另一個(gè)裂紋的擴(kuò)展。

3 結(jié)論

（1）采用DIC應(yīng)變圖和SEM斷口形貌研究2024-T4鋁合金在三種最大應(yīng)力和應(yīng)力比下的失效過程。表明最大應(yīng)力和應(yīng)力比對預(yù)腐蝕AA2024-T4的疲勞性能有明顯影響。

（2）局部腐蝕穿透試樣邊緣，促進(jìn)疲勞裂紋萌生，顯著影響裂紋的形核位置、裂紋取向和斷裂方式，并伴隨材料脆化。

（3）通過DIC識別的裂紋方向與加載方向之間夾角為60°～68°，表明疲勞裂紋擴(kuò)展的早期階段可以用KⅠ/KⅡ混合模式描述。

（4）觀察到四種典型的斷裂模式：單裂紋斷裂、多裂紋合聯(lián)合、多裂紋競爭和多裂紋平行擴(kuò)展，它們是由加載條件和關(guān)鍵損傷區(qū)域的相對位置決定的。