镁合金应力腐蚀的影响与防护

现如今，大多数的镁合金应力腐蚀失效试验都是在实验室内进行操作的，实际中失效的实例很少，并且大多数情况下是残余应力过大引起的。压铸镁合金是市场上应用增长速度最快的结构镁合金，并且大部分用于汽车制造业，其中主要是采用AZ91D合金，该合金应力腐蚀敏感性很强，因此其应力腐蚀破裂是许多工程应用中最为关心的问题。大多数镁合金部件均在低应力条件下使用，如果不考虑环境因素的影响，则产生明显应力腐蚀失效的情况很少。镁合金的应力是在外变形和初始所处环境的共同影响下产生的，随屈服和蠕变的产生而减小。在严重的盐雾腐蚀环境中产生的电偶腐蚀，导致保护膜破裂后，引发应力腐蚀破裂。实际上镁合金零部件总是在开槽部位的严重腐蚀而导致应力集中，因此，镁合金应力腐蚀破裂防护也就成了重要的应用课题。在某些环境中，例如铬酸盐、硫酸盐、氯酸盐的腐蚀性溶液与作用于合金内部或外部的拉应力相结合时，铸造镁合金、特别是含铝镁合金在低于其屈服强度的静载荷作用下，具有十分强烈的应力腐蚀敏感性；而应力腐蚀往往降低材料性能，制约镁合金的应用。合金成分、力学性能和环境因素对镁合金应力腐蚀开裂影响严重，抑制镁合金应力腐蚀开裂需要控制临界应力、敏感合金的载荷和应力腐蚀开裂环境三种因素。应力腐蚀破裂是指拉应力和一种特定腐蚀介质共同存在而引起的破裂。镁合金对应力腐蚀非常敏感，必须加以保护。镁合金在正常大气中，如乡村大气、城市大气、工业大气和海洋大气中均应产生应力腐蚀破裂，但是非常有趣的是无论在沿海，还是在乡村、城市大气中，应力腐蚀破裂速度几乎是一样的，说明镁合金在大气中的应力腐蚀破裂与环境的腐蚀强度无关。下雨、结露和高湿均使大气中镁合金应力腐蚀发生的更快，其破裂通常是在雨后干燥时发生。