应力腐蚀影响因素
热处理及微观组织
7000 系铝合金的热处理主要包括固溶和时效处理。顾名思义固溶处理就是将强化相弥散到铝基体中,其对提高抗应力腐蚀性能是有益的;对应力腐蚀性能影响较大的是时效处理,时效过程中形成的基体沉淀相(GP 区、η‘ 过渡相)、晶界η 平衡相的尺寸、数量、分布及晶界无沉淀析出带(PFZ)的特性基本决定了7000 系铝合金的抗应力腐蚀性能。一般认为以η' 过渡相为主的强化相更有利于合金的抗应力腐蚀性能。因为在以GP 区为主要强化相的合金中,基体沉淀相的强度低,基体一旦发生变形,在大量滑移系开动的同时,一些有利的位向*产生共面滑移形成滑移带,造成位错在晶界堆积,随之产生局部应力,从而降低抗应力腐蚀性能;而以η' 过渡相为主要沉淀相的合金中,由于η' 过渡相强度高,不易被剪切,位错线是以Orowan 机制绕过沉淀相质点,所以不会产生过多的强度薄弱区。此外,均匀分布的η' 过渡相能更有利于阻碍变形过程中位错的运动,不易引起应力集中,同时也减少了氢原子向晶界的聚集,有利于合金的抗SCC 性能。
除基体沉淀相(MPt) 外,对于抗应力腐蚀性能,晶界结构及化学性质起着相当重要的作用。其一就是晶界析出相,连续的晶界析出相往往易成为阳极通道;其二是晶界无沉淀析出带(PFZ),一方面由于PFZ 屈服强度较低,在应力作用下塑性变形*集中在无沉淀析出带,终导致沿晶断裂;另一方面,塑性变形的PFZ 与其他部分比较呈阳性,在应力作用下加速腐蚀,增加了晶界断裂倾向。当然,也有从“应力驰豫模型”解释PFZ 增宽对性能的影响,他们认为,由于PFZ 强度较基体低,应力可以在较软的PFZ 中驰豫。PFZ 愈宽,应力松弛愈完全,裂纹愈难产生和发展,这对提高应力腐蚀性能是有利的,还有人认为,PFZ 的宽度变化对合金性能影响不大。总之,目前对无沉淀带的利弊尚无定论,不过从力学性能和抗蚀性方面来看,还是希望缩小或消除晶界无沉淀析出带。
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