鋁合金應力腐蝕敏感性試驗檢測方法

鋁合金應力腐蝕試驗是評估鋁合金在不同環境介質下對應力腐蝕的敏感性，了解鋁合金在特定條件下是否容易發生應力腐蝕開裂，以及開裂的時間、速率等情況，為鋁合金的選材、設計、生產和應用提供重要依據，保障工程結構的安全和可靠性。

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

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恒應變試驗

試樣準備：

可采用 C 型環試樣、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 型環試樣適用于厚度、直徑或壁厚大于 16mm 的鋁合金產品；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品。

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試驗步驟：

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

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結果評判：

試驗結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變條件下的應力腐蝕敏感性。

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恒載荷試驗

試樣準備：

根據相關標準選取合適的鋁合金試樣，保證試樣尺寸精度、表面質量等符合要求，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保持恒定。將試樣全浸或按周期浸潤方式浸入腐蝕介質中，試驗過程中定期加水保持腐蝕介質濃度穩定。定期檢查試樣，觀察是否有裂紋出現、裂紋擴展情況等，直至達到規定試驗時間或試樣出現開裂、斷裂時終止試驗。

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結果分析：

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果，評估鋁合金的應力腐蝕敏感性。

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持續增加應變試驗

試樣準備：

根據相關標準加工鋁合金試樣，保證試樣尺寸精度、表面質量，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。根據材料和試驗要求設定應變速率以及數據采集頻率。然后將試樣全浸在腐蝕介質中，以設定的應變速率對試樣施加拉伸載荷，使應變持續增加。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定條件時，停止試驗，記錄最終力、位移和斷裂時間等數據。

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結果評判：

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

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鋁合金應力腐蝕的重要性

鋁合金作為航空航天、汽車制造、橋梁建設等領域的關鍵結構部件，若發生應力腐蝕開裂，可能導致部件突然失效，引發嚴重安全事故。通過應力腐蝕敏感性試驗，可以確保結構在服役期內的安全可靠、延長鋁合金制品的使用壽命、為鋁合金材料研發提供有效指導。