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. 環境因(yin)素(su)
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)因素主要包括鑄造方式、加工方式和(he)(he)熱處金(jin)應(ying)力(li)腐蝕(shi)的(de)影響,發現陰(yin)極極化使鋁(lv)合(he)(he)金(jin)應(ying)力(li)腐蝕(shi)敏感性(xing)增大,摩擦攪拌焊(han)接(jie)的(de)應(ying)力(li)腐蝕(shi)敏感性(xing)比熔焊(han)的(de)低。 一般認為(wei)經適當處理的(de)6061-T6和(he)(he)3004鋁(lv)合(he)(he)金(jin)不會出(chu)現應(ying)力(li)腐蝕(shi)。冶金(jin)因素的(de)不同(tong)改(gai)變了鋁(lv)合(he)(he)金(jin)表面膜(mo)的(de)類型,并造成(cheng)鋁(lv)合(he)(he)金(jin)內部組織的(de)不同(tong)和(he)(he)晶體結構(gou)的(de)變化,從而影響了鋁(lv)合(he)(he)金(jin)的(de)電(dian)化學(xue)行為(wei)和(he)(he)力(li)學(xue)行為(wei),導致(zhi)鋁(lv)合(he)(he)金(jin)應(ying)力(li)腐蝕(shi)敏感性(xing)不同(tong)。
3. 應力因素
應力因素(su)主要包括(kuo)載荷類型、載荷大小、加載方向、加載速度等。就應(ying)力腐(fu)蝕而言,應(ying)力方向必須(xu)與晶界相垂直,以便能夠(gou)使其分離。產生(sheng)(sheng)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)的關鍵因素之一就是要有(you)應(ying)力作(zuo)(zuo)用。 而不同的應(ying)力作(zuo)(zuo)用會(hui)產生(sheng)(sheng)不同的效果,交變應(ying)力和環(huan)境共同作(zuo)(zuo)用產生(sheng)(sheng)腐(fu)蝕(shi)疲勞(lao)(lao),它和固定應(ying)力產生(sheng)(sheng)的應(ying)力腐(fu)蝕(shi)破裂通(tong)常有(you)明顯(xian)區別。通(tong)常腐(fu)蝕(shi)疲勞(lao)(lao)比應(ying)力腐(fu)蝕(shi)產生(sheng)(sheng)的后果更嚴重。此外,加載速度的不同也會(hui)影(ying)響(xiang)鋁合金(jin)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)的敏(min)感性。