金屬材料產生應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(huan)境(jing)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. 冶金因(yin)素
冶金(jin)因(yin)素主要包括(kuo)鑄造(zao)方式、加工方式和熱處(chu)金(jin)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)影響,發(fa)現陰極極化使鋁合(he)(he)金(jin)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)敏感性增大,摩擦攪拌焊接(jie)的(de)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)敏感性比(bi)熔(rong)焊的(de)低(di)。 一般認為經(jing)適當處(chu)理的(de)6061-T6和3004鋁合(he)(he)金(jin)不(bu)會出現應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)。冶金(jin)因(yin)素的(de)不(bu)同(tong)改變了(le)鋁合(he)(he)金(jin)表面膜的(de)類(lei)型,并(bing)造(zao)成鋁合(he)(he)金(jin)內部組織的(de)不(bu)同(tong)和晶體(ti)結構(gou)的(de)變化,從而影響了(le)鋁合(he)(he)金(jin)的(de)電(dian)化學(xue)行為和力學(xue)行為,導致鋁合(he)(he)金(jin)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)敏感性不(bu)同(tong)。
3. 應力因素
應(ying)力因素(su)主(zhu)要包(bao)括載(zai)荷類型(xing)、載(zai)荷大小、加(jia)載(zai)方向、加(jia)載(zai)速度等(deng)。就應力腐蝕而言(yan),應(ying)力方(fang)向必須與晶界相垂直,以(yi)便能夠使其分離。產生應(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)關鍵因素之一就是要有應(ying)力作用。 而不(bu)同的(de)應(ying)力作用會(hui)產生不(bu)同的(de)效果,交變應(ying)力和環境(jing)共同作用產生腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)疲勞(lao),它和固定應(ying)力產生的(de)應(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)破裂(lie)通常(chang)有明顯區別。通常(chang)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)疲勞(lao)比應(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產生的(de)后果更嚴重。此(ci)外,加載速度的(de)不(bu)同也會(hui)影響鋁合金應(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)敏感性。

