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(su)
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(su)
冶(ye)金(jin)(jin)因(yin)素(su)主要包括鑄(zhu)造(zao)方(fang)式(shi)、加工方(fang)式(shi)和熱處(chu)金(jin)(jin)應(ying)力(li)(li)腐蝕的(de)(de)(de)影響,發現陰極極化(hua)使鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)應(ying)力(li)(li)腐蝕敏感(gan)性(xing)(xing)增大,摩擦攪拌焊(han)接的(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)腐蝕敏感(gan)性(xing)(xing)比熔焊(han)的(de)(de)(de)低。 一般認為(wei)經適(shi)當處(chu)理的(de)(de)(de)6061-T6和3004鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)不會(hui)出現應(ying)力(li)(li)腐蝕。冶(ye)金(jin)(jin)因(yin)素(su)的(de)(de)(de)不同改(gai)變(bian)了鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)表面(mian)膜的(de)(de)(de)類型,并造(zao)成鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)內部組織的(de)(de)(de)不同和晶體結構的(de)(de)(de)變(bian)化(hua),從而影響了鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)電(dian)化(hua)學(xue)行為(wei)和力(li)(li)學(xue)行為(wei),導致(zhi)鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)應(ying)力(li)(li)腐蝕敏感(gan)性(xing)(xing)不同。
3. 應力(li)因素(su)
應力(li)因(yin)素主要包括(kuo)載(zai)荷類型、載(zai)荷大(da)小(xiao)、加載(zai)方向、加載(zai)速(su)度等。就應力腐(fu)蝕而(er)言,應(ying)(ying)力(li)(li)方(fang)向必須與晶界相垂(chui)直,以便能夠使(shi)其分離(li)。產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕的(de)(de)關鍵因素之一(yi)就(jiu)是(shi)要有應(ying)(ying)力(li)(li)作用(yong)。 而(er)不(bu)同(tong)的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)(li)作用(yong)會產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)不(bu)同(tong)的(de)(de)效(xiao)果,交變應(ying)(ying)力(li)(li)和環境共同(tong)作用(yong)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)腐(fu)蝕疲勞(lao),它(ta)和固定應(ying)(ying)力(li)(li)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕破(po)裂通(tong)(tong)常(chang)有明(ming)顯區別。通(tong)(tong)常(chang)腐(fu)蝕疲勞(lao)比應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)后果更嚴重(zhong)。此外,加載速度的(de)(de)不(bu)同(tong)也會影(ying)響鋁合金應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕的(de)(de)敏(min)感(gan)性。