何谓应力腐蚀其影响因素是什么如何防止应力腐蚀(应力腐蚀产生的缺陷有哪些)

材料在环境条件下的力学性能

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本文目录

  1. 材料的强度越高越易发生应力腐蚀
  2. 应力集中消除方法
  3. 铝合金消除应力的方法
  4. 何谓应力腐蚀其影响因素是什么如何防止应力腐蚀

材料的强度越高越易发生应力腐蚀

应力腐蚀的形成,都有一个必要条件,就是应力。从氢致断裂的形成机理来说,都是在外应力的作用下,渗入基材内的氢原子,在应力梯度作用下,向应力集中的位置偏聚集,形成微裂纹,当微裂纹继续扩展,原本具有韧性的材料就会发生脆性断裂,而一般情况下材料的强度越高应力越大,氢致断裂越大,自然应力腐蚀也就越大。

应力集中消除方法

应力集中是指在物体内部某个局部位置,由于形状、大小、载荷集中等多重因素作用,导致该位置的应力较其他位置显著增大。为了消除应力集中,可以采用以下几种方法:

1.减小结构刚度或刚度不匀性,使应力更加均匀分布。

2.在应力集中处加强材料,如增加薄壁处的螺纹或焊接加强筋。

3.改变结构的形状和尺寸,如圆角处理、尺寸设计合理等。

4.通过使用确定一定形状的缓冲材料将力源从集中部位转移到其他部位。

5.使用新的结构设计方法,如有限元方法、仿生学等。

以上是应力集中消除的几种方法。需要根据具体情况来选择合适的方法。

铝合金消除应力的方法

1.时效消除法

时效消除法是降低淬火残余应力的传统方法。由于铝合金板尤其是航空用铝合金对温度非常敏感,时效温度的提高,必然明显降低强度指标,使MgZn2等强化相析出过多,产生过时效现象。因此,淬火后时效处理通常在较低温度(小于200-250℃)下进行,因而影响了应力消除效果(仅为10-35%)。

2.机械拉伸法

机械拉伸法消除应力的原理是将淬火后的铝合金板材,沿轧制方向施加一定量的永久拉伸塑性变形,使拉伸应力与原来的淬火残余应力叠加后发生塑性变形,使残余应力得以缓和与释放。有关研究结果表明,机械拉伸法最高可消除90%以上的残余应力。但该种方法仅适合于形状简单的零件,且对拉伸前铝合金板材的组织均匀性要求较高,多用于铝加工工厂。

3.模冷压法

模冷压法是在一个特制的精整模具中,通过严格控制的限量冷整形来消除复杂形状铝合金模锻件中的残余应力。事实上“模压”这种叫法不够确切,因为其主要作用机理是使铝合金模锻件的局部材料受“拉伸”或者“压缩”作用。当精整模具压下时,精整凸模嵌入到铝合金模锻件端面、缘(筋)条的拔模斜度上,实际上使模锻件的腹板部分产生“拉伸”作用。因此,该种方法是调整而不是消除零件的整体应力水平,它使铝合金模锻件上某些部位的残余应力得到释放的同时,有可能使其他部位的残余应力增大。另外,鉴于铝合金模锻件本来就己存在很大的残余应力,模压变形量过大将可能引起冷作硬化、裂纹和断裂;而变形过小则使应力消除效果不佳,因此该种方法的局限性是在实际操作中难以精确控制模压变形量。

4.深冷处理法

深冷处理法也称冷稳定处理法,按工艺可划分为深冷急热法与冷热循环法两种。其中深冷急热法是将含有残余应力的零件浸入-196℃的液氮中深冷,待内外温度均匀后又迅速地用热蒸汽喷射,通过急热与急冷产生方向相反的热应力,借此抵消原来的残余应力场。有关研究表明,在选择合适的工艺参数条件下,深冷急热法可降低20-84%的残余应力。深冷处理的最大优点是在有效消除残余应力的同时,可改善(至少不降低)材料的强度、硬度、耐磨性与组织稳定性。由于深冷处理对零件的尺寸与形状没有限制,因此适合于形状复杂的模锻件与铸件。在切削加工前进行深冷处理还可明显改善铝合金加工时易产生的严重加工变形倾向,提高材料的组织稳定性。然而,现有的相关研究指出,深冷处理只能消除热处理温度梯度产生的残余应力,而不能有效消除机械加工、冷成形等不均匀塑性变形产生的残余应力,对焊接残余应力的消除效果也不佳

何谓应力腐蚀其影响因素是什么如何防止应力腐蚀

应力腐蚀是指零件在拉应力和特定的化学介质联合作用下所产生的低应力脆性断裂现象。应力腐蚀由残余或外加应力导致的应变和腐蚀联合作用产生的材料破坏过程。应力腐蚀导致材料的断裂称为应力腐蚀断裂。

它的发生一般有以下四个特征:

一、一般存在拉应力,但实验发现压应力有时也会产生应力腐蚀。

二、对于裂纹扩展速率,应力腐蚀存在临界KISCC,即临界应力强度因子要大于KISCC,裂纹才会扩展。

三、一般应力腐蚀都属于脆性断裂。

四、应力腐蚀的裂纹扩展速率一般为10-6~10-3mm/min,而且存在孕育期,扩展区和瞬段区三部分。

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图文讲解应力腐蚀与腐蚀疲劳

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