鋁合金應(yīng)力腐蝕敏感性試驗(yàn)檢測(cè)方法

鋁合金應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)是評(píng)估鋁合金在不同環(huán)境介質(zhì)下對(duì)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(shí)間、速率等情況，為鋁合金的選材、設(shè)計(jì)、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(biāo)準(zhǔn)GB/T 22640-2023《鋁合金應(yīng)力腐蝕敏感性評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法》中規(guī)定，鋁合金應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)按照試樣加載方式，試驗(yàn)方法分為恒應(yīng)變?cè)囼?yàn)、恒載荷試驗(yàn)和持續(xù)增加應(yīng)變?cè)囼?yàn)三種，試驗(yàn)步驟如下：

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恒應(yīng)變?cè)囼?yàn)

試樣準(zhǔn)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(duì)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(yàn)步驟：

以支架加載的方式對(duì)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(rùn)或周期浸潤(rùn)的方式浸漬在腐蝕介質(zhì)中。試驗(yàn)過(guò)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(dá)到規(guī)定時(shí)間或試驗(yàn)出現(xiàn)開裂、斷裂時(shí)終止試驗(yàn)。

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結(jié)果評(píng)判：

試驗(yàn)結(jié)果采用目視或觀察低倍組織或觀察顯微組織進(jìn)行評(píng)判，以此來(lái)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(yàn)

試樣準(zhǔn)備：

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(wú)明顯缺陷、劃痕等。

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試驗(yàn)步驟：

將試樣一端固定在試驗(yàn)機(jī)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(rùn)方式浸入腐蝕介質(zhì)中，試驗(yàn)過(guò)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(kuò)展情況等，直至達(dá)到規(guī)定試驗(yàn)時(shí)間或試樣出現(xiàn)開裂、斷裂時(shí)終止試驗(yàn)。

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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(jìn)行評(píng)判，記錄試樣開裂或斷裂時(shí)間等，對(duì)比不同試樣或不同條件下的試驗(yàn)結(jié)果，評(píng)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?cè)囼?yàn)

試樣準(zhǔn)備：

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)加工鋁合金試樣，保證試樣尺寸精度、表面質(zhì)量，無(wú)缺陷、劃痕等，用丙酮、無(wú)水乙醇等清洗，必要時(shí)用氫氧化鈉溶液去除氧化膜。

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試驗(yàn)步驟：

將試樣準(zhǔn)確安裝在試驗(yàn)機(jī)夾具上。根據(jù)材料和試驗(yàn)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(duì)試樣施加拉伸載荷，使應(yīng)變持續(xù)增加。試驗(yàn)過(guò)程中觀察試樣變形和腐蝕情況，當(dāng)試樣斷裂或達(dá)到規(guī)定條件時(shí)，停止試驗(yàn)，記錄最終力、位移和斷裂時(shí)間等數(shù)據(jù)。

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結(jié)果評(píng)判：

試驗(yàn)結(jié)果采用目視或觀察低倍組織或觀察顯微組織進(jìn)行評(píng)判。與在惰性環(huán)境中所得數(shù)據(jù)對(duì)比，通過(guò)塑性損傷、斷裂強(qiáng)度、吸收能量、斷裂時(shí)間等指標(biāo)，結(jié)合斷口形貌和二次裂紋等綜合評(píng)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(dǎo)致部件突然失效，引發(fā)嚴(yán)重安全事故。通過(guò)應(yīng)力腐蝕敏感性試驗(yàn)，可以確保結(jié)構(gòu)在服役期內(nèi)的安全可靠、延長(zhǎng)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(dǎo)。