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(yin)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. 冶金因素
冶金(jin)因素主要(yao)包(bao)括(kuo)鑄造(zao)方式、加(jia)工方式和(he)熱處金(jin)應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)影(ying)(ying)響,發(fa)現陰極(ji)極(ji)化(hua)使(shi)鋁(lv)(lv)合(he)金(jin)應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏感(gan)性(xing)(xing)增大(da),摩擦攪拌焊接的(de)應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏感(gan)性(xing)(xing)比(bi)熔(rong)焊的(de)低。 一(yi)般認(ren)為(wei)經適當處理的(de)6061-T6和(he)3004鋁(lv)(lv)合(he)金(jin)不會出現應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)。冶金(jin)因素的(de)不同改變(bian)了鋁(lv)(lv)合(he)金(jin)表面膜的(de)類(lei)型(xing),并造(zao)成鋁(lv)(lv)合(he)金(jin)內部組(zu)織的(de)不同和(he)晶(jing)體結構的(de)變(bian)化(hua),從(cong)而影(ying)(ying)響了鋁(lv)(lv)合(he)金(jin)的(de)電化(hua)學(xue)行為(wei)和(he)力(li)(li)學(xue)行為(wei),導(dao)致鋁(lv)(lv)合(he)金(jin)應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏感(gan)性(xing)(xing)不同。
3. 應力因素
應力因素(su)主要包括載(zai)(zai)荷類型、載(zai)(zai)荷大小、加載(zai)(zai)方向、加載(zai)(zai)速度等。就(jiu)應力腐蝕而(er)言,應(ying)力(li)方向必須(xu)與晶(jing)界相垂直,以便能夠使其(qi)分(fen)離。產(chan)生應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)關鍵因(yin)素(su)之一就是要有應(ying)力(li)作用。 而(er)不同(tong)的(de)(de)應(ying)力(li)作用會產(chan)生不同(tong)的(de)(de)效果(guo),交(jiao)變(bian)應(ying)力(li)和(he)環(huan)境共同(tong)作用產(chan)生腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)疲勞,它和(he)固定應(ying)力(li)產(chan)生的(de)(de)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)破裂(lie)通(tong)常(chang)有明顯區別。通(tong)常(chang)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)疲勞比(bi)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)生的(de)(de)后(hou)果(guo)更(geng)嚴重。此外,加(jia)載速(su)度的(de)(de)不同(tong)也會影響鋁合(he)金應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)敏感性。