腐蚀过程可以同受应力的金属相互作用,在临界应力只达到正常断裂应力几分之一的情况下,就会产生断裂。如果这些状况发生在飞机上,其后果将是灾难性的,甚至威胁到人的生命。
两种不同的主要失效模式,即腐蚀疲劳和应力腐蚀开裂。
腐蚀疲劳失效
可以影响任何金属。疲劳失效是指在低应力时因周期性的加载而使裂纹扩展所产生的断裂。
这类失效会滞后一段时间后发生,可以通过设计一安全疲劳寿命对后果予以考虑,典型的安全疲劳寿命为 107~108个加载周期。开裂会经过一系列过程而发展,如孕育系列过裂纹成核、裂纹扩展。如果不加限定,“疲劳”这个术语是针对接触正常空气的金属而言的。
腐蚀疲劳的突出特点 | 失效发生在某种介质中,通常是水介质,其中产生断裂的过程在成核点和裂纹端因局部电化学效应而加速,缩短了疲劳寿命。
应力腐蚀开裂
只限于与非常特殊的环境中的物质接触的特定金属和合金。经时效硬化的航空铝合金在有外离子存在环境中的失效即为一例。
隐患 | 尽管初始开裂可以滞后数月或数年,但一旦裂纹出现,断裂几乎马上发生。
对腐蚀疲劳和应力腐蚀开裂这两个效应,人们均尚未充分理解,因为每个效应对不同的金属和合金都显示出不一样的临界特征。但是,如果运用已积累的经验,则两者均可通过相关预防措施而得到控制。