金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验

金属和合金的腐蚀是工业生产和日常生活中普遍存在的现象，它会导致材料性能下降，甚至引发灾难性事故。其中，应力腐蚀是一种特殊的腐蚀形式，它在材料承受拉应力和腐蚀环境的共同作用下发生，具有极大的危害性。了解和掌握金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验方法至关重要。

应力腐蚀是指在拉应力作用下，金属在腐蚀介质中引起的破坏。这种腐蚀通常穿过晶粒，也称为穿晶腐蚀。应力腐蚀是由残余应力或外加应力与腐蚀环境共同作用造成的。它会导致材料发生脆性断裂，在应力远低于材料屈服强度的情况下也会发生。应力腐蚀裂纹(SCC)是应力腐蚀的主要特征，具有突发性、隐蔽性和破坏性强的特点。

为了评估材料的抗应力腐蚀性能，需要进行应力腐蚀试验。目前，常用的应力腐蚀试验方法主要有以下几种：

• 恒载荷试验:这种方法是在试样上施加恒定的拉伸载荷，将其置于腐蚀环境中，观察试样在一定时间内是否发生断裂，并记录断裂时间。这种方法可以用来确定材料在特定应力下的应力腐蚀寿命。

• 恒变形试验:这种方法是将试样变形到一定的程度，将其置于腐蚀环境中，观察试样是否发生断裂。这种方法可以模拟实际应用中材料承受恒定变形的情况。

• 慢应变速率试验 (SSRT):这种方法以非常缓慢的应变速率拉伸试样，将其置于腐蚀环境中。通过比较在腐蚀环境和惰性环境下的力学性能参数，例如断裂伸长率、断面收缩率等，可以评估材料的应力腐蚀敏感性。残余应力对金属材料应力腐蚀的影响不容忽视，控制加工过程中产生的应力是控制应力腐蚀裂纹的重要手段。

• 预裂纹试样试验:这种方法在试样上预制一个人工裂纹，将其置于腐蚀环境中，并施加一定的载荷。通过测量裂纹的扩展速率，可以评估材料的抗应力腐蚀开裂性能。例如，GB/T15970.6-1998标准规定了预裂纹试样的制备和应用方法。

除了以上几种常见的试验方法外，还有其他一些 specialized的试验方法，例如断裂力学方法、电化学方法等。选择合适的试验方法需要根据具体的材料和应用环境来确定。

国家标准《金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第11部分:金属和合金氢脆和氢致开裂试验指南》为金属和合金的氢脆和氢致开裂试验提供了指导，完善了应力腐蚀试验体系。

影响金属和合金应力腐蚀的因素有很多，包括材料的化学成分、微观组织、力学性能、腐蚀环境的种类和浓度、温度、pH值等。例如，高强度铝合金在潮湿环境中容易发生应力腐蚀，其SCC过程包含裂纹jianduan局部塑性变形、氧化膜撕裂、氧化膜去除和金属表面暴露在腐蚀介质中等步骤。7175铝合金的晶界Mg偏析也会对其应力腐蚀行为产生影响。在航空航天领域，材料的应力腐蚀敏感性是一个重要的考虑因素，因为碱性或酸性环境可能导致灾难性的应力腐蚀开裂(SCC)行为。

金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验对于评估材料的可靠性和安全性至关重要。通过选择合适的试验方法，可以有效地预测材料在实际应用环境中的服役行为，并为材料的设计、选材和防腐蚀措施提供科学依据。