鋁合金氫致開(kāi)裂的影響因素有哪些?

高強(qiáng)鋁合金中的氫脆行為已經(jīng)取得了一系列的研究成果，但是大部分研究成果都是在對(duì)氫致開(kāi)裂現(xiàn)象進(jìn)行驗(yàn)證，或者是對(duì)個(gè)別氫行為進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)與解釋，高強(qiáng)鋁合金的氫行為并未形成統(tǒng)一的理論。因此，在高強(qiáng)鋁合金輕量化應(yīng)用的必然發(fā)展趨勢(shì)下，進(jìn)一步開(kāi)展對(duì)高強(qiáng)鋁合金氫致開(kāi)裂行為的全面研究與探索是十分必要的，下面就和江蘇容大一起看看鋁合金氫致開(kāi)裂的影響因素有哪些?

合金元素

氫致開(kāi)裂的產(chǎn)生與材料自身的合金元素有直接或間接的關(guān)系。目前研究發(fā)現(xiàn)，合金元素對(duì)于氫致開(kāi)裂的影響主要反映在強(qiáng)化相、顯微組織和晶界偏析3個(gè)方面。合金元素不僅可以改變合金的顯微組織結(jié)構(gòu)，而且能改變合金的電化學(xué)性質(zhì)。同時(shí)，合金元素還可以和氫發(fā)生相互作用，影響氫的濃度和氫的活動(dòng)。合金元素中鎂和鋅可用于生成強(qiáng)化相MgZn2和MgZn，提高合金的強(qiáng)度，但是過(guò)高的鋅、鎂含量則會(huì)導(dǎo)致合金的韌性和抗SCC性能降低，從而導(dǎo)致脆性斷裂，一般認(rèn)為高強(qiáng)鋁合金晶界脆斷主要是由晶界鎂偏析導(dǎo)致的晶界Mg-H析出相引起的。因此，在對(duì)高強(qiáng)鋁合金進(jìn)行系統(tǒng)研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，合理調(diào)配鋅、鎂的比例，對(duì)改善高強(qiáng)鋁合金的綜合性能極為重要。另有文獻(xiàn)報(bào)道，錳、鉻、鈦和鈰的加入可以有效降低鋁合金的氫脆敏感性。在顯微組織方面，晶界上的彌散強(qiáng)度、機(jī)體共格沉淀相GP區(qū)、晶界析出相的分布等顯微組織參數(shù)都會(huì)對(duì)高強(qiáng)鋁合金的氫脆敏感性產(chǎn)生不同程度的影響。

熱處理制度及表面處理

國(guó)內(nèi)外有文獻(xiàn)報(bào)道，7XXX系高強(qiáng)鋁合金在不同的固溶和時(shí)效處理下，氫會(huì)對(duì)力學(xué)性能表現(xiàn)出不同程度的影響，并取得了很多重要的研究成果。在國(guó)內(nèi)，7XXX系高強(qiáng)鋁合金時(shí)效狀態(tài)下的氫脆行為也進(jìn)行了較多研究，并且得出欠時(shí)效氫致開(kāi)裂敏感性最強(qiáng)，過(guò)時(shí)效最弱，峰時(shí)效居中，同時(shí)也證明了雙峰時(shí)效下，第二時(shí)效峰的氫致開(kāi)裂敏感性較第一時(shí)效峰的低。就目前國(guó)內(nèi)外的研究成果來(lái)看，大部分的研究?jī)H僅局限于氫含量的存在會(huì)對(duì)性能有影響，但是具體影響程度如何，氫含量的損傷容限有多大并未形成明顯的結(jié)論。

環(huán)境因素

一般來(lái)說(shuō)，高強(qiáng)鋁合金在干燥的環(huán)境下不會(huì)發(fā)生明顯的氫致開(kāi)裂現(xiàn)象，但是一旦試樣置于潮濕或者溶液環(huán)境下，材料的氫致開(kāi)裂敏感性會(huì)明顯增強(qiáng)。結(jié)果顯示陰極極化和陽(yáng)極極化均會(huì)對(duì)材料的應(yīng)力腐蝕敏感性有不良影響，更進(jìn)一步分析表明陽(yáng)極極化會(huì)促進(jìn)陽(yáng)極溶解繼而引發(fā)應(yīng)力腐蝕的發(fā)生;而陰極極化則會(huì)加速氫向鋁合金內(nèi)部的滲透，增加氫致開(kāi)裂的應(yīng)力腐蝕敏感性。祁文娟等研究發(fā)現(xiàn)，鋁合金氫致開(kāi)裂敏感性與氫致附加應(yīng)力密切相關(guān)，氫致附加應(yīng)力會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)高強(qiáng)鋁合金的氫致開(kāi)裂敏感性。

作為環(huán)保型輕量化材料，具有高的比強(qiáng)度、斷裂韌性、疲勞強(qiáng)度以及良好的成型工藝性等優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為是最有前途的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料之一。其在航空航天、船舶、汽車、高鐵、軌道交通以及核工業(yè)中占據(jù)了不可替代的地位。如果您想了解更多關(guān)于鋁合金氫致開(kāi)裂的相關(guān)信息，歡迎致電江蘇容大！