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項目名稱 |
鋁合金應力腐蝕試驗 |
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檢測目的 |
鋁合金抗應力腐蝕能力 |
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檢測范圍 |
鋁合金板、管、棒、型、鍛件等加工產品 |
鋁合金應力腐蝕：
應力腐蝕開裂作為一種局部腐蝕形式,是指金屬材料在拉應力和特定介質的共同作用下所引起的破壞。
鋁合金應力腐蝕機理：
1、陽極溶解機理：
陽極溶解理論的基本觀點是,應力腐蝕開裂是由于裂紋尖端陽極快速連續(xù)溶解的結果,應力的存在加速了陽極溶解的速率并且促進金屬的分離。
2、氫脆機理
氫脆機理認為,金屬在腐蝕介質中由于陰極作用產生氫氣,一部分氫氣擴散到金屬內部,使金屬的強度和韌性降低。
GB/T 22640-2008 鋁合金加工產品的環(huán)形試樣應力腐蝕試驗方法（C型環(huán)）
樣品要求：C型彎試樣直徑16-32mm，直徑與厚度的比值在10-16之間
ASTM G47-1998(2011) 測定2XXX和7XXX鋁合金制品對的應力腐蝕開裂敏感性的試驗
樣品要求：拉伸試樣：1.標準試樣：試樣長度≥100mm，工作段應長25.4mm，直徑6.35±0.13mm。每組三個試樣。
2.小尺寸試樣：試樣長度≥100mm，工作段25.4mm，直徑3.81±0.05mm。每組三個試樣。
C型環(huán)試樣：外徑≥15.88mm 具體參照圖紙；至少3個樣。
ASTM G139-2005(2011) 用斷裂負載法測定熱處理鋁合金產品應力腐蝕開裂的試驗方法-2XXX系
樣品要求：1.標準試樣：試樣長度≥100mm，工作段應長25.4mm，直徑6.35±0.13mm。每組三個試樣。
2.小尺寸試樣：試樣長度≥100mm，工作段25.4mm，直徑3.81±0.05mm。每組三個試樣。
ASTM G139-2005(2011) 用斷裂負載法測定熱處理鋁合金產品應力腐蝕開裂的試驗方法-6XXX系
樣品要求：1.標準試樣：試樣長度≥100mm，工作段應長25.4mm，直徑6.35±0.13mm。每組三個試樣。
2.小尺寸試樣：試樣長度≥100mm，工作段25.4mm，直徑3.81±0.05mm。每組三個試樣。
ASTM G139-2005(2011) 用斷裂負載法測定熱處理鋁合金產品應力腐蝕開裂的試驗方法-7XXX系
樣品要求：1.標準試樣：試樣長度≥100mm，工作段應長25.4mm，直徑6.35±0.13mm。每組三個試樣。
2.小尺寸試樣：試樣長度≥100mm，工作段25.4mm，直徑3.81±0.05mm。每組三個試樣。
金屬材料產生SCC需具備三個條件:(1)材料對SCC敏感；(2)在特定的腐蝕環(huán)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(huán)境因素、冶金因素和應力因素，三者之間相互聯(lián)系和相互影響。
1、冶金因素
合金的成分和結構與表面膜的狀況有緊密關系，結構又受到熱處理的影響，這些因素有時表現(xiàn)出一致的效應，有時則表現(xiàn)復雜的關系。一般來說,成分和結構的改變，可使合金的性能改變，因此對應力腐蝕的力學效應有影響。
合金的結構決定了其性質,熱處理可直接影響合金的結構。
金屬的冶金結構直接影響到材料的性能。一種合金具有很好的抗應力腐蝕開裂性,其原因跟它的微結構有關,合理的合金的微結構可以阻止析氫,抑制氫進入基體及其在內部傳輸。
2、外界環(huán)境的影響
影響鋁合金應力腐蝕的環(huán)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(huán)境溫度、環(huán)境壓力等。
3、應力因素影響
應力因素主要包括載荷類型、載荷大小、加載方向、加載速度等.就SCC而言,應力方向必須與晶界相垂直,以便能夠使其分離.產生應力腐蝕的關鍵因素之一就是要有應力作用。而不同的應力作用會產生不同的效果,交變應力和環(huán)境共同作用產生腐蝕疲勞,它和固定應力產生的應力腐蝕破裂通常有明顯區(qū)別.通常腐蝕疲勞比應力腐蝕產生的后果更嚴重.此外,加載速度的不同也會影響鋁合金應力腐蝕的敏感性。
一、恒應變法
恒應變法是通過直接拉伸或彎曲使試樣變形而產生拉應力，利用具有足夠剛性的框架維持變形，以保證試樣應變恒定。測試樣形狀有多種,如U形、C環(huán)、彎梁、叉形等，每種試樣都適用于各自特定目的,其加載應力、腐蝕暴露、計算應力和評定結果的方式也各不相同。
恒應變法的優(yōu)點為：
(1)可用螺釘自行加載而無需貴重設備；
(2)采用實際的腐蝕介質可獲得實際使用條件下的SCC數(shù)據(jù)；
(3)采用一個試樣即可獲得應力腐蝕臨界應力強度因子KISCC和應力腐蝕裂紋擴展速率da/dt的數(shù)據(jù)；
(4)該方法主要用于觀察裂紋擴展和止裂,故對預制裂紋的要求可放寬,采用線切割試樣即可。
恒應變法的缺點為：
(1)裂紋易分叉；
(2)因蠕變而使裂紋尖端的應力場強度下降,所測臨界應力場強度因子KISCC明顯偏高。
二、恒載荷法
恒載荷法是利用砝碼、杠桿或彈簧等對試樣施加恒定載荷，以測試試樣的SCC敏感性。最簡單的方法是在試樣下端懸掛砝碼，此法適合于截面積較小的試樣(如金屬絲).對于截面較大的高強度材料，一般采用杠桿系統(tǒng)加載，也可用簡單的彈簧裝置或拉伸環(huán)加載。此外，三點彎曲和懸臂梁彎曲等試樣在特定環(huán)境中和恒定載荷下的裂紋擴展也屬于恒載荷法。SCC評定指標為SCC斷裂壽命，還可求出初始應力對SCC的影響，或將SCC斷裂前某一時刻試樣的強度和延伸率損失作為SCC評定指標。
三、慢應變拉伸速率法
慢應變拉伸速率(SSRT)實驗方法是以一個穩(wěn)定且相當緩慢的應變速率對置于腐蝕介質中的試樣施加應力，通過人為控制應變狀態(tài)來加速應力腐蝕斷裂的過程。SSRT方法是一種快速的實驗方法，傳統(tǒng)的應力腐蝕實驗在SCC的環(huán)境里不能迅速確定材料是否具有SCC敏感性，SSRT能使試樣在很短的時間內發(fā)生斷裂,是宏觀應力腐蝕開裂敏感性篩選實驗。
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