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(ye)金(jin)(jin)因素主要(yao)包括鑄造方(fang)式(shi)、加(jia)工方(fang)式(shi)和熱處金(jin)(jin)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang),發現陰極極化(hua)使鋁(lv)(lv)(lv)合(he)金(jin)(jin)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕敏(min)感性(xing)增大(da),摩擦(ca)攪拌焊(han)(han)接(jie)的(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕敏(min)感性(xing)比熔焊(han)(han)的(de)(de)(de)(de)低。 一般認為(wei)經適當處理的(de)(de)(de)(de)6061-T6和3004鋁(lv)(lv)(lv)合(he)金(jin)(jin)不(bu)會出現應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕。冶(ye)金(jin)(jin)因素的(de)(de)(de)(de)不(bu)同(tong)改變(bian)了(le)鋁(lv)(lv)(lv)合(he)金(jin)(jin)表面膜的(de)(de)(de)(de)類型,并造成鋁(lv)(lv)(lv)合(he)金(jin)(jin)內部(bu)組(zu)織的(de)(de)(de)(de)不(bu)同(tong)和晶體結構(gou)的(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua),從而影(ying)響(xiang)了(le)鋁(lv)(lv)(lv)合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)電(dian)化(hua)學行為(wei)和力(li)(li)學行為(wei),導致(zhi)鋁(lv)(lv)(lv)合(he)金(jin)(jin)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕敏(min)感性(xing)不(bu)同(tong)。
3. 應力因(yin)素
應(ying)力(li)因素主要包括載(zai)荷類型、載(zai)荷大小、加載(zai)方(fang)向、加載(zai)速度等。就應力腐蝕而(er)言,應(ying)(ying)力(li)(li)(li)方向(xiang)必須與晶界相垂直,以便(bian)能夠使其分離。產生(sheng)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)關(guan)鍵因素之一就是要(yao)有應(ying)(ying)力(li)(li)(li)作用(yong)(yong)。 而(er)不(bu)同(tong)的(de)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)作用(yong)(yong)會產生(sheng)不(bu)同(tong)的(de)效果,交變應(ying)(ying)力(li)(li)(li)和環境共同(tong)作用(yong)(yong)產生(sheng)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)疲勞,它(ta)和固定應(ying)(ying)力(li)(li)(li)產生(sheng)的(de)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)破(po)裂通(tong)常有明顯區(qu)別。通(tong)常腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)疲勞比應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產生(sheng)的(de)后果更嚴(yan)重。此外,加載速度(du)的(de)不(bu)同(tong)也(ye)會影響鋁合金應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)敏感性。