工業鋁型材生產加工廠家

鋁型材表面存在張應力時，在某種環境中裂紋沿晶界發展，顯示較快的破斷現象，這就稱為應力腐蝕開裂（stress corrosion cracking, SCC）;

1:應力腐蝕開裂的發生

應力加速的腐蝕現象稱為應力腐蝕開裂；應力腐蝕開裂是在金屬材料和特定的環境下發生的；金屬內部拉伸內應力或拉伸外應力，在腐蝕前沿和裂紋尖端是同步的，裂紋尖端比較尖銳，伴隨著前進方向而屈曲開裂；

一般發生應力腐蝕開裂有以下4個條件：

①合金的組成；

②金屬組織的狀態；

③表面附近存在張應力（達到其合金屈服強度的50%以上的張應力）；

④腐蝕性環境；

①和②的材料選擇和③的焊接施工條件是重要的；

對浸蝕敏感的鋁型材有Al-Cu系、Al-Zn-Mg系、Al-Zn-Mg-Cu系、Al-Mg系（約含3%以上的Mg），以及Si含量較多的Al-Mg-Si系鋁型材；

對浸蝕不敏感的鋁型材有純鋁、Al-Mn系、Al-Si系、Al-Mg-Si系，以及含Mg3%以下的Al-Mg系鋁型材；

這些鋁型材的應力腐蝕開裂特性比較如下表所示；Cr、Mn、Zr有防止應力腐蝕開裂的作用；這種微量成分的添加在加工時有提成再結晶溫度的效果，有助于保持熱軋板、擠壓鋁型材的纖維組織，纖維狀組織的耐應力腐蝕性比再結晶組織的優異；

在鋁型材的應力腐蝕開裂（SCC）機理的初期研究中，陽極溶解學說是主流；1963年，德國VAW公司的W.Gruhl提出了氫脆學說，隨著支持的擴大，現在氫脆學說更有力了；

因氫脆而產生的SCC在SCC破壞面看不到因析出物溶劑引起的破壞；Al-Zn-Mg系和Al-Mg系鋁型材SCC中的裂紋擴展并不是因為陽極溶解，而是被認為由氫脆引起；

Mg和Zn在晶界偏析，大部分Zn形成MgZn2析出相，也明確了相當多的Mg以原子狀態存在的事實；由于原子狀態的Mg與H有很大的親和力，表面的氧化膜和Mg-H相互作用，在粗大粒子的附近就容易形成H2O的浸入，如果存在Cl^-時就更容易發生腐蝕了；氧化膜被破壞，形成微裂紋，由于H2O的存在引起了晶界區域的溶解，裂紋尖端的pH值為3.5左右，發生反應H^++e^—→H，吸附在晶界；Mg具有把H固定在晶界的作用，H富集在裂紋尖端，促進了裂紋的擴展，引起氫脆；

3：應力腐蝕開裂的敏感性

Al-Mg系鋁型材的應力腐蝕開裂敏感性因Mg含量的不同而異，含有3%以上的Mg時，因調質產生裂紋；Mg含量在4.5%以上時，即使不調質也有可能開裂；因此，在約65℃以上的環境中使用焊接結構件，不能使用Mg含量超過3%的材料；含4.5%Mg的5083鋁型材即使在室溫下使用，也需要注意調質和加工率；

7000系鋁型材是鋁合金型材中應力腐蝕開裂敏感性最高的，通過恰當的合金成分和調質處理能夠回避SCC；

4：應力腐蝕開裂的對策

5083鋁型材的熱處理溫度影響應力腐蝕開裂壽命，180℃處理的開裂壽命最短，這是由β相在晶界析出引起的；在鋁型材中添加Mn、Cr元素抑制其晶界析出可改善SCC；在2000系鋁型材中，人工時效的T8鋁材具有比較優異的耐應力腐蝕開裂性和強度；

7075-T6鋁材容易發生應力腐蝕開裂；采用過時效處理（T7），以防止應力腐蝕開裂；在130℃以下的低溫G.P區強化處理，然后在150℃以上進行時效處理，進行析出準穩定相的二次時效處理（T3）；過時效處理使晶界析出的狀態變化，晶粒內和晶界的電位趨同，降低了內應力；

現在已開發了強度特性和耐應力腐蝕開裂并存在的強化再時效（T77），并已經實用化；為了形成過時效狀態的晶界狀態，熱處理前通過G.P區的強化處理，一旦分解，就會在其后的時效處理中析出G.P區；

T4調質最容易發生應力腐蝕開裂，其次，T6、T7調質顯示出了最優異的SCC特性；一般添加Cu使耐腐蝕性降低，同樣也會降低耐應力腐蝕開裂性；Al-Zn-Mg系鋁型材添加Mn、Cr、Zr、Cu、Ag元素是有效的，可以細化再結晶晶粒，有效形成纖維組織，同時降低由不溶性化合物的析出引起的晶界周邊的電位差，并抑制晶界的應力集中；

在壓延鋁型材中，與加工長度方向或寬度方向相比較，厚度方向的耐應力腐蝕開裂性最差；在結構件中，鋁板的端面暴露在腐蝕環境中會存在問題；