1、什么是鋁合金應(yīng)力腐蝕測試?
鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料,在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用,目前鋁合金是應(yīng)用最多的合金。
應(yīng)力腐蝕是指由腐蝕環(huán)境和靜態(tài)拉應(yīng)力的同時作用而引起的金屬浸蝕,常導(dǎo)致裂紋的形成,引起金屬結(jié)構(gòu)承載性能的明顯下降。鋁合金應(yīng)力腐蝕應(yīng)力腐蝕開裂作為一種局部腐蝕形式,是指金屬材料在拉應(yīng)力和特定介質(zhì)的共同作用下所引起的破壞。鋁合金應(yīng)力腐蝕機理:1)陽極溶解機理,陽極溶解理論的基本觀點是,應(yīng)力腐蝕開裂是由于裂紋尖端陽極快速連續(xù)溶解的結(jié)果,應(yīng)力的存在加速了陽極溶解的速率并且促進(jìn)金屬的分離;2)氫脆機理,氫脆機理認(rèn)為,金屬在腐蝕介質(zhì)中由于陰極作用產(chǎn)生氫氣,一部分氫氣擴散到金屬內(nèi)部,使金屬的強度和韌性降低。鋁合金應(yīng)力腐蝕試驗的目的是測試鋁合金抗應(yīng)力腐蝕能力。
2、鋁合金應(yīng)力腐蝕測試相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有?
GB/T 22640-2008 鋁合金加工產(chǎn)品的環(huán)形試樣應(yīng)力腐蝕試驗方法
GB/T 33883-2017 7XXX系鋁合金應(yīng)力腐蝕試驗 沸騰氯化鈉溶液法
ASTM G47-1998(2011) 測定2XXX和7XXX鋁合金制品對的應(yīng)力腐蝕開裂敏感性的試驗
ASTM G139-2005(2011) 用斷裂負(fù)載法測定熱處理鋁合金產(chǎn)品應(yīng)力腐蝕開裂的試驗方法
3、鋁合金應(yīng)力腐蝕測試要點總結(jié)
(1)GB/T 22640-2008鋁合金加工產(chǎn)品的環(huán)形試樣應(yīng)力腐蝕試驗方法
適用范圍:本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了2XXX(銅含量1.8%~7.0%)系、7XXX(銅含量0.4%~2.8%)及6XXX系鋁合金加工產(chǎn)品的環(huán)形試樣應(yīng)力腐蝕試驗方法;適用于2XXX(銅含量1.8%~7.0%)系、7XXX(銅含量0.4%~2.8%)及6XXX系的鋁合金板、管、棒、型、鍛件等加工產(chǎn)品。
試驗方法:本方法采用C形環(huán)試樣施加恒變應(yīng)力,全浸或浸式浸入試驗溶液中,在規(guī)定的時間內(nèi)檢驗材料是否腐蝕破裂、來評定材料的應(yīng)力腐蝕敏感性及耐應(yīng)力腐蝕能力。
試驗溶液:ρ=35g/L的氯化鈉溶液,pH為6.4~7.2
試驗溫度:27℃±1℃,相對濕度45%±6%
試樣要求:擠壓管、棒、型材產(chǎn)品的C環(huán)取樣如圖1所示,軋制板材產(chǎn)品的C環(huán)取樣如圖2所示,鍛壓產(chǎn)品的C環(huán)取樣如圖3所示。必須保證試樣的直徑為16mm~32mm,直徑與厚度的比值在10~16范圍內(nèi),試樣住表面的粗糙度不得大于0.8μm。
試樣數(shù)量:試樣數(shù)量按表1規(guī)定執(zhí)行
試驗結(jié)果評定:試驗在規(guī)定的試驗時間內(nèi)未發(fā)生破內(nèi)為合格;若有一個試樣發(fā)生破裂,則為不合格。
(2)GB/T 33883-2017 7XXX系鋁合金應(yīng)力腐蝕試驗 沸騰氯化鈉溶液法
適用范圍:本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了7XXX系鋁合金應(yīng)力腐蝕的沸騰氯化鈉溶液試驗方法;適用于沸騰氯化鈉溶液法檢驗含銅量低于1.2%的7XXX系鋁合金產(chǎn)品的應(yīng)力腐蝕性能。
試驗方法概述:將施加恒應(yīng)變或恒應(yīng)力的試樣,持續(xù)浸泡在沸騰的氯化鈉溶液中,直至出現(xiàn)可見裂紋或達(dá)到規(guī)定時間為止,以試樣的持續(xù)時間或規(guī)定時間內(nèi)是否出現(xiàn)裂紋評價材料的抗應(yīng)力腐蝕能力。
試驗溶液:(6.0g±0.1g)氯化鈉+94.0g水制成60mg/mL的氯化鈉溶液,pH為6.4~7.2
試驗裝置如圖1所示:
試樣要求:鑄造及加工產(chǎn)品尺寸規(guī)格為直徑、厚度或壁厚小于16mm,試樣類型為彎梁試樣或U型彎曲試樣;鑄造及加工產(chǎn)品尺寸規(guī)格為直徑、厚度或壁厚不小于16mm,試樣類型為環(huán)形試樣或單軸加載拉伸試樣;焊接產(chǎn)品采用焊接試樣
試驗結(jié)果評定:裂紋出現(xiàn)時間、是否出現(xiàn)裂紋
(3)ASTM G47測定2XXX和7XXX鋁合金制品對的應(yīng)力腐蝕開裂敏感性的試驗
試樣要求:拉伸試樣,標(biāo)準(zhǔn)試樣,試樣長度≥100mm,工作段應(yīng)長25.4mm,直徑6.35±0.13mm;小尺寸試樣,試樣長度≥100mm,工作段25.4mm,直徑3.81±0.05mm;C型環(huán)試樣,外徑≥15.88mm
試樣數(shù)量:3個
試驗周期:推薦周期10d或20d
(4)ASTM G139用斷裂負(fù)載法測定熱處理鋁合金產(chǎn)品應(yīng)力腐蝕開裂的試驗方法
試樣要求:標(biāo)準(zhǔn)試樣,試樣長度≥100mm,工作段應(yīng)長25.4mm,直徑6.35±0.13mm;小尺寸試樣,試樣長度≥100mm,工作段25.4mm,直徑3.81±0.05mm
試樣個數(shù):每組3個試樣
試驗周期:10d、20d、90d
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