影响铝合金应力腐蚀的主要因素

金属材料产生SCC需具备三个条件:(1)材料对SCC敏感;(2)在特定的腐蚀环境中服役(对铝合金而言,在盐水介质或腐蚀气氛中);(3)受到拉应力.影响铝合金应力腐蚀的因素主要有环境因素、冶金因素和应力因素.三者之间相互联系和相互影响.

1、环境因素

影响铝合金应力腐蚀的环境因素主要有:离子种类、离子浓度、溶液pH值、氧气及其它气体、缓蚀剂、环境温度、环境压力等.

在研究了在不同大气环境中2A12和7A04两种铝合金的应力腐蚀情况,发现铝合金在不同环境中应力腐蚀敏感性不同,在海洋环境中较为敏感.海洋环境中含有大量盐分,Cl-会穿过铝合金表面的保护膜进入内部,对其产生腐蚀.

实验表明,当HNO3溶液的质量浓度在20%~40%之间时,铝合金的腐蚀加剧,在浓度为35%左右时铝合金腐蚀速率达到较高点.而在浓HNO3溶液中,铝合金的应力腐蚀并不明显,出现这种现象的原因是由于在铝合金表面形成了一层致密的氧化膜,阻止了HNO3的进一步腐蚀.

2、冶金因素

冶金因素主要包括铸造方式、加工方式和热处金应力腐蚀的影响,发现阴极极化使铝合金应力腐蚀敏感性增大,摩擦搅拌焊接的应力腐蚀敏感性比熔焊的低.

一般认为经适当处理的6061-T6和3004铝合金不会出现SCC.冶金因素的不同改变了铝合金表面膜的类型,并造成铝合金内部组织的不同和晶体结构的变化,从而影响了铝合金的电化学行为和力学行为,导致铝合金应力腐蚀敏感性不同.

3、应力因素

应力因素主要包括载荷类型、载荷大小、加载方向、加载速度等.就SCC而言,应力方向必须与晶界相垂直,以便能够使其分离.产生应力腐蚀的关键因素之一就是要有应力作用.而不同的应力作用会产生不同的效果,交变应力和环境共同作用产生腐蚀疲劳,它和固定应力产生的应力腐蚀破裂通常有明显区别.通常腐蚀疲劳比应力腐蚀产生的后果更严重.此外,加载速度的不同也会影响铝合金应力腐蚀的敏感性.