金屬材料產生應(ying)力腐蝕需具備三個條件:1. 材料對應力腐蝕敏感;2.在特定的腐蝕環境中服役(對鋁合金而言,在鹽水介質或腐蝕氣氛中;3. 受到拉應力。影響鋁合金應力腐蝕的因素主要有環境因素、冶金因素和應力因素。三者之間相互聯系和相互影響:
1. 環境因素
影響鋁合金應力腐蝕的環境因素主要有:離子種類、離子濃度、溶液 pH 值、氧氣及其它氣體、緩蝕劑、環境溫度、環境壓力等。 在研究了在不同大氣環境中2A12 和7A04兩種鋁合金的應力腐蝕情況,發現鋁合金在不同環境中應力腐蝕敏感性不同,在海洋環境中較為敏感。海洋環境中含有大量鹽分,Cl- 會穿過鋁合金表面的保護膜進入內部,對其產生腐蝕。
實驗表明,當HNO3溶液的質量濃度在 20%-40%之間時,鋁合金的腐蝕加劇,在濃度為35%左右時鋁合金腐蝕速率達到最高點。而在濃HNO3溶液中,鋁合金應力腐蝕并不明顯,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 的進一步腐蝕。
2. 冶(ye)金因素
冶(ye)(ye)金(jin)(jin)(jin)因素(su)主要(yao)包(bao)括鑄造方式(shi)(shi)、加工方式(shi)(shi)和(he)熱(re)處金(jin)(jin)(jin)應力(li)腐(fu)蝕的(de)(de)影響(xiang),發現(xian)陰極(ji)(ji)極(ji)(ji)化使(shi)鋁合(he)金(jin)(jin)(jin)應力(li)腐(fu)蝕敏(min)感(gan)性(xing)增大,摩(mo)擦攪拌焊接的(de)(de)應力(li)腐(fu)蝕敏(min)感(gan)性(xing)比熔焊的(de)(de)低。 一(yi)般認為(wei)(wei)經適當(dang)處理的(de)(de)6061-T6和(he)3004鋁合(he)金(jin)(jin)(jin)不會(hui)出現(xian)應力(li)腐(fu)蝕。冶(ye)(ye)金(jin)(jin)(jin)因素(su)的(de)(de)不同改變(bian)了鋁合(he)金(jin)(jin)(jin)表面膜的(de)(de)類型,并造成鋁合(he)金(jin)(jin)(jin)內部組(zu)織(zhi)的(de)(de)不同和(he)晶體結構的(de)(de)變(bian)化,從(cong)而(er)影響(xiang)了鋁合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)電(dian)化學行(xing)為(wei)(wei)和(he)力(li)學行(xing)為(wei)(wei),導致(zhi)鋁合(he)金(jin)(jin)(jin)應力(li)腐(fu)蝕敏(min)感(gan)性(xing)不同。
3. 應力(li)因素(su)
應力因素主要包括載(zai)(zai)荷類(lei)型、載(zai)(zai)荷大(da)小、加載(zai)(zai)方向、加載(zai)(zai)速(su)度等。就應力腐蝕而言(yan),應(ying)(ying)力(li)方向必(bi)須(xu)與晶界相垂(chui)直,以便(bian)能夠使其(qi)分離(li)。產(chan)(chan)(chan)生應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)關鍵(jian)因素之(zhi)一就(jiu)是要(yao)有應(ying)(ying)力(li)作用(yong)。 而不同(tong)(tong)的(de)應(ying)(ying)力(li)作用(yong)會(hui)產(chan)(chan)(chan)生不同(tong)(tong)的(de)效(xiao)果,交變(bian)應(ying)(ying)力(li)和環境共同(tong)(tong)作用(yong)產(chan)(chan)(chan)生腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)疲(pi)勞,它和固定應(ying)(ying)力(li)產(chan)(chan)(chan)生的(de)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)破裂通(tong)常有明(ming)顯區別(bie)。通(tong)常腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)疲(pi)勞比應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產(chan)(chan)(chan)生的(de)后果更(geng)嚴重。此(ci)外(wai),加載速度的(de)不同(tong)(tong)也會(hui)影響鋁合金應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)敏感性。