铝合金应力腐蚀试验

腐蚀性能工程师谢工 2020-05-19 17:05:10 发布在 腐蚀性能

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铝合金应力腐蚀试验

应力腐蚀开裂作为一种局部腐蚀形式,是指金属材料在拉应力和特定介质的共同作用下所引起的破坏。

铝合金应力腐蚀机理：

1、阳极溶解机理：

阳极溶解理论的基本观点是,应力腐蚀开裂是由于裂纹尖端阳极快速连续溶解的结果,应力的存在加速了阳极溶解的速率并且促进金属的分离。

2、氢脆机理

氢脆机理认为,金属在腐蚀介质中由于阴极作用产生氢气,一部分氢气扩散到金属内部,使金属的强度和韧性降低。

试验标准及样品要求

GB/T 22640-2008 铝合金加工产品的环形试样应力腐蚀试验方法（C型环）

样品要求：C型弯试样直径16-32mm，直径与厚度的比值在10-16之间

ASTM G47-1998(2011) 测定2XXX和7XXX铝合金制品对的应力腐蚀开裂敏感性的试验

样品要求：拉伸试样：

1.标准试样：试样长度≥100mm，工作段应长25.4mm，直径6.35±0.13mm。每组三个试样。

2.小尺寸试样：试样长度≥100mm，工作段25.4mm，直径3.81±0.05mm。每组三个试样。

C型环试样：外径≥15.88mm 具体参照图纸；至少3个样。

ASTM G139-2005(2011) 用断裂负载法测定热处理铝合金产品应力腐蚀开裂的试验方法-2XXX系

样品要求：

1.标准试样：试样长度≥100mm，工作段应长25.4mm，直径6.35±0.13mm。每组三个试样。

2.小尺寸试样：试样长度≥100mm，工作段25.4mm，直径3.81±0.05mm。每组三个试样。

ASTM G139-2005(2011) 用断裂负载法测定热处理铝合金产品应力腐蚀开裂的试验方法-6XXX系

样品要求：

1.标准试样：试样长度≥100mm，工作段应长25.4mm，直径6.35±0.13mm。每组三个试样。

2.小尺寸试样：试样长度≥100mm，工作段25.4mm，直径3.81±0.05mm。每组三个试样。

ASTM G139-2005(2011) 用断裂负载法测定热处理铝合金产品应力腐蚀开裂的试验方法-7XXX系

样品要求：

1.标准试样：试样长度≥100mm，工作段应长25.4mm，直径6.35±0.13mm。每组三个试样。

2.小尺寸试样：试样长度≥100mm，工作段25.4mm，直径3.81±0.05mm。每组三个试样。

试验方法

一、恒应变法

恒应变法是通过直接拉伸或弯曲使试样变形而产生拉应力，利用具有足够刚性的框架维持变形，以保证试样应变恒定。测试样形状有多种,如U形、C环、弯梁、叉形等，每种试样都适用于各自特定目的,其加载应力、腐蚀暴露、计算应力和评定结果的方式也各不相同。

恒应变法的优点为：

1、可用螺钉自行加载而无需贵重设备；

2、采用实际的腐蚀介质可获得实际使用条件下的SCC数据；

3、采用一个试样即可获得应力腐蚀临界应力强度因子KISCC和应力腐蚀裂纹扩展速率da/dt的数据；

4、该方法主要用于观察裂纹扩展和止裂,故对预制裂纹的要求可放宽,采用线切割试样即可。

恒应变法的缺点为：

1、裂纹易分叉；

2、因蠕变而使裂纹尖端的应力场强度下降,所测临界应力场强度因子KISCC明显偏高。

二、恒载荷法

恒载荷法是利用砝码、杠杆或弹簧等对试样施加恒定载荷，以测试试样的SCC敏感性。最简单的方法是在试样下端悬挂砝码，此法适合于截面积较小的试样(如金属丝).对于截面较大的高强度材料，一般采用杠杆系统加载，也可用简单的弹簧装置或拉伸环加载。此外，三点弯曲和悬臂梁弯曲等试样在特定环境中和恒定载荷下的裂纹扩展也属于恒载荷法。SCC评定指标为SCC断裂寿命，还可求出初始应力对SCC的影响，或将SCC断裂前某一时刻试样的强度和延伸率损失作为SCC评定指标。

三、慢应变拉伸速率法

慢应变拉伸速率(SSRT)实验方法是以一个稳定且相当缓慢的应变速率对置于腐蚀介质中的试样施加应力，通过人为控制应变状态来加速应力腐蚀断裂的过程。SSRT方法是一种快速的实验方法，传统的应力腐蚀实验在SCC的环境里不能迅速确定材料是否具有SCC敏感性，SSRT能使试样在很短的时间内发生断裂,是宏观应力腐蚀开裂敏感性筛选实验。

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