鋁合金應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)

　　鋁合金抗應(yīng)力腐蝕能力

　　檢測范圍

　　鋁合金板、管、棒、型、鍛件等加工產(chǎn)品

　　試驗(yàn)簡介

　　鋁合金應(yīng)力腐蝕：應(yīng)力腐蝕開裂作為一種局部腐蝕形式,是指金屬材料在拉應(yīng)力和特定介質(zhì)的共同作用下所引起的破壞。

　　鋁合金應(yīng)力腐蝕機(jī)理：

　　1、陽*溶解機(jī)理：

　　陽*溶解理論的基本觀點(diǎn)是,應(yīng)力腐蝕開裂是由于裂紋陽*快速連續(xù)溶解的結(jié)果,應(yīng)力的存在加速了陽*溶解的速率并且促進(jìn)金屬的分離。

　　2、氫脆機(jī)理

　　氫脆機(jī)理認(rèn)為,金屬在腐蝕介質(zhì)中由于陰*作用產(chǎn)生氫氣,一部分氫氣擴(kuò)散到金屬內(nèi)部,使金屬的強(qiáng)度和韌性降低。

　　測試標(biāo)準(zhǔn)

　　影響因素

　　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(yīng)力.影響鋁合金應(yīng)力腐蝕的因素主要有環(huán)境因素、冶金因素和應(yīng)力因素，三者之間相互聯(lián)系和相互影響。

　　1、冶金因素

　　合金的成分和結(jié)構(gòu)與表面膜的狀況有緊密關(guān)系，結(jié)構(gòu)又受到熱處理的影響，這些因素有時(shí)表現(xiàn)出一致的效應(yīng)，有時(shí)則表現(xiàn)復(fù)雜的關(guān)系。一般來說,成分和結(jié)構(gòu)的改變，可使合金的性能改變，因此對應(yīng)力腐蝕的力學(xué)效應(yīng)有影響。

　　合金的結(jié)構(gòu)決定了其性質(zhì),熱處理可直接影響合金的結(jié)構(gòu)。

　　金屬的冶金結(jié)構(gòu)直接影響到材料的性能。一種合金具有很好的抗應(yīng)力腐蝕開裂性,其原因跟它的微結(jié)構(gòu)有關(guān),合理的合金的微結(jié)構(gòu)可以阻止析氫,抑制氫進(jìn)入基體及其在內(nèi)部傳輸。

　　2、外界環(huán)境的影響

　　影響鋁合金應(yīng)力腐蝕的環(huán)境因素主要有:離子種類、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。

　　3、應(yīng)力因素影響

　　應(yīng)力因素主要包括載荷類型、載荷大小、加載方向、加載速度等.就SCC而言,應(yīng)力方向必須與晶界相垂直,以便能夠使其分離.產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的關(guān)鍵因素之一就是要有應(yīng)力作用。而不同的應(yīng)力作用會產(chǎn)生不同的效果,交變應(yīng)力和環(huán)境共同作用產(chǎn)生腐蝕疲勞,它和固定應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)力腐蝕破裂通常有明顯區(qū)別.通常腐蝕疲勞比應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生的后果更嚴(yán)重.此外,加載速度的不同也會影響鋁合金應(yīng)力腐蝕的敏感性。

　　測試方法

　　一、恒應(yīng)變法

　　恒應(yīng)變法是通過直接拉伸或彎曲使試樣變形而產(chǎn)生拉應(yīng)力，利用具有足夠剛性的框架維持變形，以保證試樣應(yīng)變恒定。測試樣形狀有多種,如U形、C環(huán)、彎梁、叉形等，每種試樣都適用于各自特定目的,其加載應(yīng)力、腐蝕暴露、計(jì)算應(yīng)力和評定結(jié)果的方式也各不相同。

　　恒應(yīng)變法的優(yōu)點(diǎn)為：

　　(1)可用螺釘自行加載而無需貴重設(shè)備；

　　(2)采用實(shí)際的腐蝕介質(zhì)可獲得實(shí)際使用條件下的SCC數(shù)據(jù)；

　　(3)采用一個(gè)試樣即可獲得應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子KISCC和應(yīng)力腐蝕裂紋擴(kuò)展速率da/dt的數(shù)據(jù)；

　　(4)該方法主要用于觀察裂紋擴(kuò)展和止裂,故對預(yù)制裂紋的要求可放寬,采用線切割試樣即可。

　　恒應(yīng)變法的缺點(diǎn)為：

　　(1)裂紋易分叉；

　　(2)因蠕變而使裂紋的應(yīng)力場強(qiáng)度下降,所測臨界應(yīng)力場強(qiáng)度因子KISCC明顯偏高。

　　二、恒載荷法

　　恒載荷法是利用砝碼、杠桿或彈簧等對試樣施加恒定載荷，以測試試樣的SCC敏感性。*簡單的方法是在試樣下端懸掛砝碼，此法適合于截面積較小的試樣(如金屬絲).對于截面較大的高強(qiáng)度材料，一般采用杠桿系統(tǒng)加載，也可用簡單的彈簧裝置或拉伸環(huán)加載。此外，三點(diǎn)彎曲和懸臂梁彎曲等試樣在特定環(huán)境中和恒定載荷下的裂紋擴(kuò)展也屬于恒載荷法。SCC評定指標(biāo)為SCC斷裂壽命，還可求出初始應(yīng)力對SCC的影響，或?qū)CC斷裂前某一時(shí)刻試樣的強(qiáng)度和延伸率損失作為SCC評定指標(biāo)。

　　三、慢應(yīng)變拉伸速率法

　　慢應(yīng)變拉伸速率(SSRT)實(shí)驗(yàn)方法是以一個(gè)穩(wěn)定且相當(dāng)緩慢的應(yīng)變速率對置于腐蝕介質(zhì)中的試樣施加應(yīng)力，通過人為控制應(yīng)變狀態(tài)來加速應(yīng)力腐蝕斷裂的過程。SSRT方法是一種快速的實(shí)驗(yàn)方法，傳統(tǒng)的應(yīng)力腐蝕實(shí)驗(yàn)在SCC的環(huán)境里不能迅速確定材料是否具有SCC敏感性，SSRT能使試樣在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生斷裂,是宏觀應(yīng)力腐蝕開裂敏感性篩選實(shí)驗(yàn)。