铝合金板材检测抗应力 抗剥落 抗疲劳 抗晶间腐蚀性能

　　轨道交通用铝合金板材检测抗应力 抗剥落 抗疲劳 抗晶间腐蚀性能

　　在轨道交通用材料检测中，铝及铝合金板材重要的使用材料。近些年来，我国高铁列车，磁悬浮列车取得举世瞩目的成就，随着中国列车产业出口业务的增加，为了满足世界各国对列车轻质化、绿色环保的需求，采用铝及铝合金材料代替钢材在列车上的应用就成为实现该类需要的重要措施之一。

　　铝及铝合金板材的优点有很多，比如减重性能、耐蚀性能、运行性能相比其他材料都比较优秀，最重要的特点就是易加工，制成的产品质量高，使用寿命周期成本低，而且后期的维修费也较低、具有节能的特性，这也就完全切合了轨道交通材料的再制造、再使用等可持续发展的要求。

　　由于腐蚀性能是影响轨道交通用铝及铝合金板材使用寿命的重要因素之一，所以在其国标GB/T 32182-2015中对铝及铝合金板材的抗应力腐蚀性能、抗剥落腐蚀性能、抗疲劳腐蚀性能提出了一定要求。虽然该标准提到了铝及铝合金检测的三个腐蚀性能，但是规定的大多都是供货双方协商要求。在现实贸易中，部分牌号的铝及铝合金对腐蚀性能会有特殊要求，因此GB/T 32182就不能发挥其指导的作用。

　　铝及铝合金的主要腐蚀形式有很多，比如有点腐蚀、均匀腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀开裂。当然，考虑到轨道交通用铝及铝合金应用的特点，一般其腐蚀性能主要检测其抗应力腐蚀性能、抗剥落腐蚀性能、抗疲劳腐蚀性能、抗晶间腐蚀性能。为了方便大家了解相关的要求，我们在此针对一些特定的牌号，详细为大家介绍一下。

　　一、抗应力腐蚀性能

　　该指标在GB/T 32182-2015中只是要求供需双方协商要求，但是实际贸易中，材质为7B05牌号的板材对该性能有明确的要求，具体要求如下

　　抗应力腐蚀试验按 GB/T 15970.7 或 GB/T 22640 执行。 不过，材质为7B05牌号，按要求进行试验，应该计算 ISSRT 值，并分析试样断口，断口应无应力腐蚀特征。 试验报告须有 ISSRT 计算值和试样断口分析照片、结论。断口照片为扫描电镜照片或高精度光学照片。

　　二、抗剥落腐蚀性能

　　抗剥落腐蚀性能剥落腐蚀是铝合金主要局部腐蚀之一，常发生在2系、5系、7系中高强铝合金板中，腐蚀沿平行板 材表面的晶间横向扩展，生成一些不连续小裂片(严重时产生大块连续的金属片脱离板材本体)、碎末、 泡疤，对铝合金板材强度、塑性、疲劳性能等造成极大损害，缩短了铝合金板材的使用寿命。

　　高度定向的纤维组织和适宜的腐蚀介质是引起剥落腐蚀的必要条件，所以铝合金生产企业可通过特 别调整和控制铝合金晶内和晶界析出相的形状、大小及分布，在一定限度内改进铝合金材料的抗剥落腐 蚀性能。铝合金材料不同，剥落腐蚀敏感性不同，含铜、镁、硅、锌的搞强铝合金对剥落腐蚀较敏感。

　　相同铝合金材料在不同环境下的剥落腐蚀敏感性也不同。由于各个牌号的铝合金板材成分复杂，使用在列车的不 同部位，所处的工作环境不同，所以难以对抗剥落腐蚀性能要求进行明确规定。为了保证高铁列车安全，我们建议如下

　　1.对于5XXX系合金板材，需要检验抗剥落腐蚀性能的，应指定检测方法，供需双方协商抗剥落腐蚀性能要求，并在订货单(或合同)中注明。

　　2.当订货单(或合同)中注明快速金相法检测时, 显微组织中的 铝镁相(Al3Mg2)组成的连续晶界网应不超过供需双方签定的标准显微照片。

　　3.当订货单(或合同)中注 明用GB/T 22639检测时，剥落腐蚀试验结果不应低于PC级。

　　4.当订货单(或合同)中未注明方法时，由供 方选择任一种方法检测。

　　5.对于7XXX系合金板材，需要检验抗剥落腐蚀性能的，应在订货单(或合同)中注明“检验抗剥落腐 蚀性能”，剥落腐蚀试验结果的等级由供需双方协商确定。7XXX 系合金的剥落腐蚀试验按 GB/T 22639 执行

　　三、抗疲劳腐蚀性能

　　铝合金板材在较长时间的交变载荷应力作用下将会产生裂纹(铝合金结构件会因内部夹杂等冶金缺 陷导致过早产生疲劳裂纹)，并快速扩展，导致铝合金板材突发疲劳断裂。 不同的载荷条件、载荷频率、环境温度或环境介质都会影响铝合金板材的抗疲劳性能。铝合金生产企业可通过特别控制铝合金板材的表面状态、尺寸及其化学成分、组织结构、纤维方向、 内部缺陷等手段，在一定限度内改进铝合金材料的抗疲劳性能。

　　为保证高铁列车安全，建议如下

　　有抗疲劳腐蚀性能要求时，应在订货单(或合同)中注明“检验抗疲劳腐蚀 性能”，对于要求抗疲劳腐蚀性能的板材，将试验条件设定为：ΔK=33(MPa) m ，R=0.1.f=(2～ 10)Hz，按GB/T 6398进行T-L方向的疲劳裂纹扩展速率试验，应满足da/dN≤3.05×10-3mm/cycle。

　　将试验条件的要求调整到试验方法章抗疲劳腐蚀性能条：对于要求抗疲劳腐蚀性能的板材，将试验 条件设定为：ΔK=33(MPa) ，R=0.1.f=(2～10)Hz，按GB/T 6398进行T-L方向的疲劳裂纹扩展速 率试验，应满足da/dN≤3.05×10-3mm/cycle。

　　四、抗晶间腐蚀性能

　　对抗晶间腐蚀性能有要求的主要为5083牌号、6082牌号的铝合金板材。具体要求为可参考GB/T 7998表1中对晶间腐蚀等级的划分。

　　材质为5083的板材不出现2级以下晶间腐蚀情况。材质为 6082的板材不出现3级以下晶间腐情况。抗晶间腐蚀试验按 GB/T 7998 执行。

　　轨道交通用铝及铝合金板材使用质量的稳定性，在一定程度上会取决于耐腐蚀性能的可靠性。无论是企业生产，还是国内外贸易的需求，上面的对各腐蚀性能的介绍，都可以为生产商、用户、供应商三方提供最基本的技术依据。随着国家一带一路政策在全世界范围的推广，轨道交通用铝及铝合金板材也将大量装用于高速动车组、城际动车组、地铁车辆及城市轻轨车辆，这也势必会对铝合金的防腐要求也越来越高，希望该文会对大家有所助益。

　　以上《铝合金板材检测抗应力 抗剥落 抗疲劳 抗晶间腐蚀性能》内容由中钢国检张工整理，检测事宜请联系工程师。