金屬材料產(chǎn)生 SCC 需具備三個條件:
(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、環(huán)境因素
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.
在研究了在不同大氣環(huán)境中2A12 和7A04兩種鋁合金的應(yīng)力腐蝕情況,發(fā)現(xiàn)鋁合金在不同環(huán)境中應(yīng)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- 會穿過鋁合金表面的保護(hù)膜進(jìn)入內(nèi)部,對其產(chǎn)生腐蝕.
實驗表明,當(dāng)HNO3溶液的質(zhì)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(dá)到高點. 而在濃HNO3溶液中,鋁合金的應(yīng)力腐蝕并不明顯,出現(xiàn)這種現(xiàn)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(yīng)力腐蝕的影響, 發(fā)現(xiàn)陰極極化使鋁合金應(yīng)力腐蝕敏感性增大, 摩擦攪拌焊接的應(yīng)力腐蝕敏感性比熔焊的低.
一般認(rèn)為經(jīng)適當(dāng)處理的6061-T6和3004鋁合金不會出現(xiàn) SCC.冶金因素的不同改變了鋁合金表面膜的類型,并造成鋁合金內(nèi)部組織的不同和晶體結(jié)構(gòu)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(dǎo)致鋁合金應(yīng)力腐蝕敏感性不同.
3 、應(yīng)力因素
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.
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