鋁合金氫致開裂的影響因素有哪些?

高強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氫致開裂現(xiàn)象進行驗證，或者是對個別氫行為進行實驗室試驗與解釋，高強鋁合金的氫行為并未形成統(tǒng)一的理論。因此，在高強鋁合金輕量化應(yīng)用的必然發(fā)展趨勢下，進一步開展對高強鋁合金氫致開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裂的影響因素有哪些?

合金元素

氫致開裂的產(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)，合金元素對于氫致開裂的影響主要反映在強化相、顯微組織和晶界偏析3個方面。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，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。合金元素中鎂和鋅可用于生成強化相MgZn2和MgZn，提高合金的強度，但是過高的鋅、鎂含量則會導(dǎo)致合金的韌性和抗SCC性能降低，從而導(dǎo)致脆性斷裂，一般認為高強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，在對高強鋁合金進行系統(tǒng)研究時發(fā)現(xiàn)，合理調(diào)配鋅、鎂的比例，對改善高強鋁合金的綜合性能極為重要。另有文獻報道，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，晶界上的彌散強度、機體共格沉淀相GP區(qū)、晶界析出相的分布等顯微組織參數(shù)都會對高強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

國內(nèi)外有文獻報道，7XXX系高強鋁合金在不同的固溶和時效處理下，氫會對力學(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。在國內(nèi)，7XXX系高強鋁合金時效狀態(tài)下的氫脆行為也進行了較多研究，并且得出欠時效氫致開裂敏感性最強，過時效最弱，峰時效居中，同時也證明了雙峰時效下，第二時效峰的氫致開裂敏感性較第一時效峰的低。就目前國內(nèi)外的研究成果來看，大部分的研究僅僅局限于氫含量的存在會對性能有影響，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

一般來說，高強鋁合金在干燥的環(huán)境下不會發(fā)生明顯的氫致開裂現(xiàn)象，但是一旦試樣置于潮濕或者溶液環(huán)境下，材料的氫致開裂敏感性會明顯增強。結(jié)果顯示陰極極化和陽極極化均會對材料的應(yīng)力腐蝕敏感性有不良影響，更進一步分析表明陽極極化會促進陽極溶解繼而引發(fā)應(yīng)力腐蝕的發(fā)生;而陰極極化則會加速氫向鋁合金內(nèi)部的滲透，增加氫致開裂的應(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)力會進一步增強高強鋁合金的氫致開裂敏感性。

作為環(huán)保型輕量化材料，具有高的比強度、斷裂韌性、疲勞強度以及良好的成型工藝性等優(yōu)點，被譽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)于鋁合金氫致開裂的相關(guān)信息，歡迎致電江蘇容大！