影響鋁合金應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂性能的因素
　　應(yīng)力
　　應(yīng)力的腐蝕開(kāi)裂產(chǎn)生于應(yīng)力集中部位，硬鋁產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的部位大致為：設(shè)計(jì)引起的應(yīng)力升高、襯套干涉配合孔、腐蝕坑、疲勞裂紋、磨損、晶間腐蝕、剝落腐蝕等。使硬鋁產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的應(yīng)力如表1所列，殘余應(yīng)力是指淬火、焊接、扭轉(zhuǎn)、沖壓、深拉、鉚接、螺接、過(guò)尺寸和不同金屬襯套壓入工件等引起的應(yīng)力。應(yīng)力腐蝕裂紋一旦發(fā)生，腐蝕產(chǎn)物體積增大會(huì)使裂紋尖端保持很高的應(yīng)力，這也是一種很值得注意的應(yīng)力。
　　工件發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂時(shí)所承受的應(yīng)力都超過(guò)臨界應(yīng)力和臨界應(yīng)力強(qiáng)度，對(duì)鋁合金來(lái)說(shuō)，臨界應(yīng)力比臨界應(yīng)力強(qiáng)度更重要。
　　冶金因素
　　Al-Ag、Al-Cu、Al-Mg（≥3%）、Al-Cu-Mg、Al-Zn、Al-Zn-Mg、Al-Zn-Mg-Cu合金在溶液中都會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。形成過(guò)飽和固溶體的合金元素含量越多，應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂敏感性也越大。在三元及更多元合金中，其應(yīng)力腐蝕敏感性不僅受合金元素總含量的影響，而且與其含量比有關(guān)。例如，超硬鋁的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂敏感性既與Zn+Mg含量有關(guān)，又與Zn/Mg值大小有關(guān)。向合金中添加少量（一般≤3%）的Cr、Zr、Mn、Ti、V、Bi、Ag能提高抵抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的能力，特別是Mn、Cr、Zr，它們能保證加工材料形成強(qiáng)裂的方向性組織與控制再結(jié)晶組織，使穿晶斷裂極難發(fā)生。Zn/Mg比值大于3時(shí)有損于合金的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂性能。
　　熱處理可強(qiáng)化鋁合金在時(shí)效硬化達(dá)峰值強(qiáng)度之前具有最大的應(yīng)力腐力開(kāi)裂敏感性，因此過(guò)時(shí)效處理是唯一能提高超硬鋁抗應(yīng)力腐蝕能力的熱處理。此外，鑄錠在450℃均勻退化和在450℃完全退火，以及進(jìn)行階段退火，均能改善硬鋁與超硬鋁的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂性能。
　　環(huán)境因素
　　鋁合金的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂屬于以腐蝕為主的類(lèi)型，因此裂紋的成核與擴(kuò)展與環(huán)境的關(guān)系極為密切。水氣、水溶液是強(qiáng)有力的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂腐蝕劑。
　　鋁合金在大氣中的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂規(guī)律是：在相對(duì)濕度＜0.01%的干燥大氣中，不但不產(chǎn)生腐蝕裂紋，就是原來(lái)的裂紋也不擴(kuò)展；在濕大氣中，裂紋通道是晶間的；在相對(duì)溫度100%大氣中，裂紋的擴(kuò)展速率大都為10-8m/s~10-9m/s。
　　水和水溶液可使對(duì)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂敏感的合金產(chǎn)生這種腐蝕。鹵素離子既能使鋁合金產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，又能加速裂紋擴(kuò)展。超硬鋁在NaCl水溶液中的裂紋擴(kuò)展速率比在淡水中的高得多。溶液的堿性增加時(shí)，產(chǎn)生應(yīng)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的可能性大為減小。海水是一種含NaCl較高的堿性溶液，船舶艦艇的硬鋁及超硬鋁結(jié)構(gòu)件易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。飛機(jī)、艦船和壓力容器在熱帶地區(qū)使用時(shí)，應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂問(wèn)題比在兩極使用時(shí)嚴(yán)重得多。溫度升高時(shí)，鋁合金發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂時(shí)間明顯縮短。
　　應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的控制
　　產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的主力原因是殘余拉應(yīng)力和裝配拉應(yīng)力作用于2XXX系及7XXX系合金材料的高向（短橫向），因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使負(fù)載作用于材料的縱向和橫向（長(zhǎng)橫向）。在設(shè)計(jì)中遵循以下準(zhǔn)則，可使鋁合金工件的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂減至最低限度。
　　1.選用抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的合金與狀態(tài)。評(píng)價(jià)鋁合金抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的能力是根據(jù)Rth/Rp0.2或KIscc/KIc。根據(jù)這兩個(gè)比值的大小將變形鋁合金抵抗應(yīng)力開(kāi)裂的能力分為四類(lèi)：很高的，相當(dāng)高的、中等的、低的（表2）。
　　2.對(duì)工件進(jìn)行應(yīng)力消除處理。
　　3.劇烈成形工件采用退火狀態(tài)材料，成形后再進(jìn)行時(shí)效或其他熱處理。
　　4.在新淬火狀態(tài)進(jìn)行成形與矯直平整作業(yè)。
　　5.在熱處理前進(jìn)行外表面切削加工。因?yàn)榇慊鹂墒贡砻娈a(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。
　　6.內(nèi)表面的切削加工在淬火后進(jìn)行，因?yàn)闊崽幚砜梢韵糠值膬?nèi)應(yīng)力。
　　7.嚴(yán)格控制尺寸偏差，以免產(chǎn)生裝配應(yīng)力。
　　8.如果無(wú)法避免表面拉應(yīng)力，則可對(duì)表面進(jìn)行噴丸處理、表面軋制或進(jìn)行階段時(shí)效，以消除應(yīng)力。噴丸對(duì)5754合金應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力的影響見(jiàn)表3。
　　9.對(duì)焊縫進(jìn)行熱處理。
　　此外，防止氫進(jìn)入金屬中，消除環(huán)境中的鹵素離子，加入緩蝕劑，進(jìn)行表面處理等都有助于應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的減弱或消除。