金屬材料產生應力(li)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(ye)金因素(su)
冶金(jin)(jin)因素主要包括鑄造方式、加工方式和(he)熱處(chu)金(jin)(jin)應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)影響,發現陰極極化(hua)使鋁(lv)(lv)合(he)金(jin)(jin)應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)敏(min)感性增(zeng)大,摩(mo)擦(ca)攪拌焊接的(de)(de)應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)敏(min)感性比熔焊的(de)(de)低。 一般認為(wei)經適當處(chu)理的(de)(de)6061-T6和(he)3004鋁(lv)(lv)合(he)金(jin)(jin)不(bu)會出現應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)。冶金(jin)(jin)因素的(de)(de)不(bu)同(tong)(tong)改變(bian)了鋁(lv)(lv)合(he)金(jin)(jin)表面膜的(de)(de)類型,并造成(cheng)鋁(lv)(lv)合(he)金(jin)(jin)內部組織的(de)(de)不(bu)同(tong)(tong)和(he)晶體結構(gou)的(de)(de)變(bian)化(hua),從而影響了鋁(lv)(lv)合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)電(dian)化(hua)學行(xing)為(wei)和(he)力(li)(li)(li)學行(xing)為(wei),導致(zhi)鋁(lv)(lv)合(he)金(jin)(jin)應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)敏(min)感性不(bu)同(tong)(tong)。
3. 應力因素
應力因素主(zhu)要包括載(zai)荷類(lei)型、載(zai)荷大小(xiao)、加載(zai)方向、加載(zai)速度(du)等。就應力腐(fu)蝕(shi)而言(yan),應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)方向必須與(yu)晶界相垂直,以(yi)便能夠(gou)使其分離。產(chan)生(sheng)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)關鍵因(yin)素之一就(jiu)是要(yao)有應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)作(zuo)(zuo)用(yong)。 而不同(tong)(tong)(tong)的(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)作(zuo)(zuo)用(yong)會產(chan)生(sheng)不同(tong)(tong)(tong)的(de)效果(guo),交變(bian)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)和環(huan)境共同(tong)(tong)(tong)作(zuo)(zuo)用(yong)產(chan)生(sheng)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)疲(pi)(pi)勞,它和固定應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)產(chan)生(sheng)的(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)破裂通常有明顯區別。通常腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)疲(pi)(pi)勞比應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產(chan)生(sheng)的(de)后果(guo)更嚴重。此外,加載速度的(de)不同(tong)(tong)(tong)也會影(ying)響鋁合金應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)敏感性。