金屬材料產(chǎn)生 SCC 需具備三個(gè)條件:
(1) 材料對SCC 敏感;
(2)在特定的腐蝕環(huán)境中服役(對鋁合金而言,在鹽水介質(zhì)或腐蝕氣氛中);
(3)受到拉應力.影響鋁合金應力腐蝕的因素主要有環(huán)境因素、冶金因素和應力因素. 三者之間相互聯(lián)系和相互影響.
1、環(huán)境因素
影響鋁合金應力腐蝕的環(huán)境因素主要有:離子種類(lèi)、離子濃度、溶液 pH 值、氧氣及其它氣體、緩蝕劑、環(huán)境溫度、環(huán)境壓力等.
在研究了在不同大氣環(huán)境中2A12 和7A04兩種鋁合金的應力腐蝕情況,發(fā)現鋁合金在不同環(huán)境中應力腐蝕敏感性不同,在海洋環(huán)境中較為敏感.海洋環(huán)境中含有大量鹽分,Cl- 會(huì )穿過(guò)鋁合金表面的保護膜進(jìn)入內部,對其產(chǎn)生腐蝕.
實(shí)驗表明,當HNO3溶液的質(zhì)量濃度在 20%~40%之間時(shí),鋁合金的腐蝕加劇,在濃度為35%左右時(shí)鋁合金腐蝕速率達到高點(diǎn). 而在濃HNO3溶液中,鋁合金的應力腐蝕并不明顯,出現這種現象的原因是由于在鋁合金表面形成了一層致密的氧化膜,阻止了HNO3 的進(jìn)一步腐蝕.
2 、冶金因素
冶金因素主要包括鑄造方式、加工方式和熱處金應力腐蝕的影響, 發(fā)現陰極極化使鋁合金應力腐蝕敏感性增大, 摩擦攪拌焊接的應力腐蝕敏感性比熔焊的低.
一般認為經(jīng)適當處理的6061-T6和3004鋁合金不會(huì )出現 SCC.冶金因素的不同改變了鋁合金表面膜的類(lèi)型,并造成鋁合金內部組織的不同和晶體結構的變化, 從而影響了鋁合金的電化學(xué)行為和力學(xué)行為, 導致鋁合金應力腐蝕敏感性不同.
3 、應力因素
應力因素主要包括載荷類(lèi)型、載荷大小、加載方向、加載速度等.就SCC而言,應力方向必須與晶界相垂直,以便能夠使其分離.產(chǎn)生應力腐蝕的關(guān)鍵因素之一就是要有應力作用.而不同的應力作用會(huì )產(chǎn)生不同的效果, 交變應力和環(huán)境共同作用產(chǎn)生腐蝕疲勞, 它和固定應力產(chǎn)生的應力腐蝕破裂通常有明顯區別. 通常腐蝕疲勞比應力腐蝕產(chǎn)生的后果更嚴重. 此外, 加載速度的不同也會(huì )影響鋁合金應力腐蝕的敏感性.
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