鋁合金應力腐蝕試驗

　　鋁合金抗應力腐蝕能力

　　檢測范圍

　　鋁合金板、管、棒、型、鍛件等加工產品

　　試驗簡介

　　鋁合金應力腐蝕：應力腐蝕開裂作為一種局部腐蝕形式,是指金屬材料在拉應力和特定介質的共同作用下所引起的破壞。

　　鋁合金應力腐蝕機理：

　　1、陽*溶解機理：

　　陽*溶解理論的基本觀點是,應力腐蝕開裂是由于裂紋陽*快速連續溶解的結果,應力的存在加速了陽*溶解的速率并且促進金屬的分離。

　　2、氫脆機理

　　氫脆機理認為,金屬在腐蝕介質中由于陰*作用產生氫氣,一部分氫氣擴散到金屬內部,使金屬的強度和韌性降低。

　　測試標準

　　影響因素

　　金屬材料產生SCC需具備三個條件:(1)材料對SCC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、冶金因素

　　合金的成分和結構與表面膜的狀況有緊密關系，結構又受到熱處理的影響，這些因素有時表現出一致的效應，有時則表現復雜的關系。一般來說,成分和結構的改變，可使合金的性能改變，因此對應力腐蝕的力學效應有影響。

　　合金的結構決定了其性質,熱處理可直接影響合金的結構。

　　金屬的冶金結構直接影響到材料的性能。一種合金具有很好的抗應力腐蝕開裂性,其原因跟它的微結構有關,合理的合金的微結構可以阻止析氫,抑制氫進入基體及其在內部傳輸。

　　2、外界環境的影響

　　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。

　　3、應力因素影響

　　應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,應力方向必須與晶界相垂直,以便能夠使其分離.產生應力腐蝕的關鍵因素之一就是要有應力作用。而不同的應力作用會產生不同的效果,交變應力和環境共同作用產生腐蝕疲勞,它和固定應力產生的應力腐蝕破裂通常有明顯區別.通常腐蝕疲勞比應力腐蝕產生的后果更嚴重.此外,加載速度的不同也會影響鋁合金應力腐蝕的敏感性。

　　測試方法

　　一、恒應變法

　　恒應變法是通過直接拉伸或彎曲使試樣變形而產生拉應力，利用具有足夠剛性的框架維持變形，以保證試樣應變恒定。測試樣形狀有多種,如U形、C環、彎梁、叉形等，每種試樣都適用于各自特定目的,其加載應力、腐蝕暴露、計算應力和評定結果的方式也各不相同。

　　恒應變法的優點為：

　　(1)可用螺釘自行加載而無需貴重設備；

　　(2)采用實際的腐蝕介質可獲得實際使用條件下的SCC數據；

　　(3)采用一個試樣即可獲得應力腐蝕臨界應力強度因子KISCC和應力腐蝕裂紋擴展速率da/dt的數據；

　　(4)該方法主要用于觀察裂紋擴展和止裂,故對預制裂紋的要求可放寬,采用線切割試樣即可。

　　恒應變法的缺點為：

　　(1)裂紋易分叉；

　　(2)因蠕變而使裂紋的應力場強度下降,所測臨界應力場強度因子KISCC明顯偏高。

　　二、恒載荷法

　　恒載荷法是利用砝碼、杠桿或彈簧等對試樣施加恒定載荷，以測試試樣的SCC敏感性。*簡單的方法是在試樣下端懸掛砝碼，此法適合于截面積較小的試樣(如金屬絲).對于截面較大的高強度材料，一般采用杠桿系統加載，也可用簡單的彈簧裝置或拉伸環加載。此外，三點彎曲和懸臂梁彎曲等試樣在特定環境中和恒定載荷下的裂紋擴展也屬于恒載荷法。SCC評定指標為SCC斷裂壽命，還可求出初始應力對SCC的影響，或將SCC斷裂前某一時刻試樣的強度和延伸率損失作為SCC評定指標。

　　三、慢應變拉伸速率法

　　慢應變拉伸速率(SSRT)實驗方法是以一個穩定且相當緩慢的應變速率對置于腐蝕介質中的試樣施加應力，通過人為控制應變狀態來加速應力腐蝕斷裂的過程。SSRT方法是一種快速的實驗方法，傳統的應力腐蝕實驗在SCC的環境里不能迅速確定材料是否具有SCC敏感性，SSRT能使試樣在很短的時間內發生斷裂,是宏觀應力腐蝕開裂敏感性篩選實驗。