鋁合金應(yīng)力腐蝕敏感性試驗檢測方法

鋁合金應(yīng)力腐蝕試驗是評估鋁合金在不同環(huán)境介質(zhì)下對應(yīng)力腐蝕的敏感性，了解鋁合金在特定條件下是否容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂，以及開裂的時間、速率等情況，為鋁合金的選材、設(shè)計、生產(chǎn)和應(yīng)用提供重要依據(jù)，保障工程結(jié)構(gòu)的安全和可靠性。

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標準GB/T 22640-2023《鋁合金應(yīng)力腐蝕敏感性評價試驗方法》中規(guī)定，鋁合金應(yīng)力腐蝕試驗按照試樣加載方式，試驗方法分為恒應(yīng)變試驗、恒載荷試驗和持續(xù)增加應(yīng)變試驗三種，試驗步驟如下：

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恒應(yīng)變試驗

試樣準備：

可采用 C 型環(huán)試樣、拉伸試樣、彎曲梁試樣、U 型試樣等。對于不同類型的試樣，其尺寸和加工要求有所不同。例如，C 型環(huán)試樣適用于厚度、直徑或壁厚大于 16mm 的鋁合金產(chǎn)品；彎曲梁試樣適用于厚度或壁厚小于 6.35mm 的鋁合金帶材、板材或型材等方便提供具有矩形截面板狀試樣的加工產(chǎn)品。

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試驗步驟：

以支架加載的方式對試樣施加應(yīng)力，使變形位移恒定或在控制的精度內(nèi)。將試樣以全浸浸潤或周期浸潤的方式浸漬在腐蝕介質(zhì)中。試驗過程中定期向試樣槽內(nèi)加水，保持腐蝕介質(zhì)濃度穩(wěn)定。定期檢查試樣，直至達到規(guī)定時間或試驗出現(xiàn)開裂、斷裂時終止試驗。

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結(jié)果評判：

試驗結(jié)果采用目視或觀察低倍組織或觀察顯微組織進行評判，以此來確定鋁合金材料在恒應(yīng)變條件下的應(yīng)力腐蝕敏感性。

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恒載荷試驗

試樣準備：

根據(jù)相關(guān)標準選取合適的鋁合金試樣，保證試樣尺寸精度、表面質(zhì)量等符合要求，無明顯缺陷、劃痕等。

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試驗步驟：

將試樣一端固定在試驗機夾具上，另一端施加恒定拉伸載荷，確保載荷在控制精度內(nèi)保持恒定。將試樣全浸或按周期浸潤方式浸入腐蝕介質(zhì)中，試驗過程中定期加水保持腐蝕介質(zhì)濃度穩(wěn)定。定期檢查試樣，觀察是否有裂紋出現(xiàn)、裂紋擴展情況等，直至達到規(guī)定試驗時間或試樣出現(xiàn)開裂、斷裂時終止試驗。

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結(jié)果分析：

采用目視或觀察低倍組織、觀察顯微組織等方法進行評判，記錄試樣開裂或斷裂時間等，對比不同試樣或不同條件下的試驗結(jié)果，評估鋁合金的應(yīng)力腐蝕敏感性。

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持續(xù)增加應(yīng)變試驗

試樣準備：

根據(jù)相關(guān)標準加工鋁合金試樣，保證試樣尺寸精度、表面質(zhì)量，無缺陷、劃痕等，用丙酮、無水乙醇等清洗，必要時用氫氧化鈉溶液去除氧化膜。

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試驗步驟：

將試樣準確安裝在試驗機夾具上。根據(jù)材料和試驗要求設(shè)定應(yīng)變速率以及數(shù)據(jù)采集頻率。然后將試樣全浸在腐蝕介質(zhì)中，以設(shè)定的應(yīng)變速率對試樣施加拉伸載荷，使應(yīng)變持續(xù)增加。試驗過程中觀察試樣變形和腐蝕情況，當試樣斷裂或達到規(guī)定條件時，停止試驗，記錄最終力、位移和斷裂時間等數(shù)據(jù)。

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結(jié)果評判：

試驗結(jié)果采用目視或觀察低倍組織或觀察顯微組織進行評判。與在惰性環(huán)境中所得數(shù)據(jù)對比，通過塑性損傷、斷裂強度、吸收能量、斷裂時間等指標，結(jié)合斷口形貌和二次裂紋等綜合評估鋁合金的應(yīng)力腐蝕敏感性。

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鋁合金應(yīng)力腐蝕的重要性

鋁合金作為航空航天、汽車制造、橋梁建設(shè)等領(lǐng)域的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件，若發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂，可能導致部件突然失效，引發(fā)嚴重安全事故。通過應(yīng)力腐蝕敏感性試驗，可以確保結(jié)構(gòu)在服役期內(nèi)的安全可靠、延長鋁合金制品的使用壽命、為鋁合金材料研發(fā)提供有效指導。