軌道交通用鋁合金板材檢測抗應(yīng)力 抗剝落 抗疲勞 抗晶間腐蝕性能

　　在軌道交通用材料檢測中，鋁及鋁合金板材重要的使用材料。近些年來，我國高鐵列車，磁懸浮列車取得舉世矚目的成就，隨著中國列車產(chǎn)業(yè)出口業(yè)務(wù)的增加，為了滿足世界各國對(duì)列車輕質(zhì)化、綠色環(huán)保的需求，采用鋁及鋁合金材料代替鋼材在列車上的應(yīng)用就成為實(shí)現(xiàn)該類需要的重要措施之一。

　　鋁及鋁合金板材的優(yōu)點(diǎn)有很多，比如減重性能、耐蝕性能、運(yùn)行性能相比其他材料都比較優(yōu)秀，最重要的特點(diǎn)就是易加工，制成的產(chǎn)品質(zhì)量高，使用壽命周期成本低，而且后期的維修費(fèi)也較低、具有節(jié)能的特性，這也就完全切合了軌道交通材料的再制造、再使用等可持續(xù)發(fā)展的要求。

　　由于腐蝕性能是影響軌道交通用鋁及鋁合金板材使用壽命的重要因素之一，所以在其國標(biāo)GB/T 32182-2015中對(duì)鋁及鋁合金板材的抗應(yīng)力腐蝕性能、抗剝落腐蝕性能、抗疲勞腐蝕性能提出了一定要求。雖然該標(biāo)準(zhǔn)提到了鋁及鋁合金檢測的三個(gè)腐蝕性能，但是規(guī)定的大多都是供貨雙方協(xié)商要求。在現(xiàn)實(shí)貿(mào)易中，部分牌號(hào)的鋁及鋁合金對(duì)腐蝕性能會(huì)有特殊要求，因此GB/T 32182就不能發(fā)揮其指導(dǎo)的作用。

　　鋁及鋁合金的主要腐蝕形式有很多，比如有點(diǎn)腐蝕、均勻腐蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂。當(dāng)然，考慮到軌道交通用鋁及鋁合金應(yīng)用的特點(diǎn)，一般其腐蝕性能主要檢測其抗應(yīng)力腐蝕性能、抗剝落腐蝕性能、抗疲勞腐蝕性能、抗晶間腐蝕性能。為了方便大家了解相關(guān)的要求，我們?cè)诖酸槍?duì)一些特定的牌號(hào)，詳細(xì)為大家介紹一下。

　　一、抗應(yīng)力腐蝕性能

　　該指標(biāo)在GB/T 32182-2015中只是要求供需雙方協(xié)商要求，但是實(shí)際貿(mào)易中，材質(zhì)為7B05牌號(hào)的板材對(duì)該性能有明確的要求，具體要求如下

　　抗應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)按 GB/T 15970.7 或 GB/T 22640 執(zhí)行。 不過，材質(zhì)為7B05牌號(hào)，按要求進(jìn)行試驗(yàn)，應(yīng)該計(jì)算 ISSRT 值，并分析試樣斷口，斷口應(yīng)無應(yīng)力腐蝕特征。 試驗(yàn)報(bào)告須有 ISSRT 計(jì)算值和試樣斷口分析照片、結(jié)論。斷口照片為掃描電鏡照片或高精度光學(xué)照片。

　　二、抗剝落腐蝕性能

　　抗剝落腐蝕性能剝落腐蝕是鋁合金主要局部腐蝕之一，常發(fā)生在2系、5系、7系中高強(qiáng)鋁合金板中，腐蝕沿平行板 材表面的晶間橫向擴(kuò)展，生成一些不連續(xù)小裂片(嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生大塊連續(xù)的金屬片脫離板材本體)、碎末、 泡疤，對(duì)鋁合金板材強(qiáng)度、塑性、疲勞性能等造成極大損害，縮短了鋁合金板材的使用壽命。

　　高度定向的纖維組織和適宜的腐蝕介質(zhì)是引起剝落腐蝕的必要條件，所以鋁合金生產(chǎn)企業(yè)可通過特 別調(diào)整和控制鋁合金晶內(nèi)和晶界析出相的形狀、大小及分布，在一定限度內(nèi)改進(jìn)鋁合金材料的抗剝落腐 蝕性能。鋁合金材料不同，剝落腐蝕敏感性不同，含銅、鎂、硅、鋅的搞強(qiáng)鋁合金對(duì)剝落腐蝕較敏感。

　　相同鋁合金材料在不同環(huán)境下的剝落腐蝕敏感性也不同。由于各個(gè)牌號(hào)的鋁合金板材成分復(fù)雜，使用在列車的不 同部位，所處的工作環(huán)境不同，所以難以對(duì)抗剝落腐蝕性能要求進(jìn)行明確規(guī)定。為了保證高鐵列車安全，我們建議如下

　　1.對(duì)于5XXX系合金板材，需要檢驗(yàn)抗剝落腐蝕性能的，應(yīng)指定檢測方法，供需雙方協(xié)商抗剝落腐蝕性能要求，并在訂貨單(或合同)中注明。

　　2.當(dāng)訂貨單(或合同)中注明快速金相法檢測時(shí), 顯微組織中的 鋁鎂相(Al3Mg2)組成的連續(xù)晶界網(wǎng)應(yīng)不超過供需雙方簽定的標(biāo)準(zhǔn)顯微照片。

　　3.當(dāng)訂貨單(或合同)中注 明用GB/T 22639檢測時(shí)，剝落腐蝕試驗(yàn)結(jié)果不應(yīng)低于PC級(jí)。

　　4.當(dāng)訂貨單(或合同)中未注明方法時(shí)，由供 方選擇任一種方法檢測。

　　5.對(duì)于7XXX系合金板材，需要檢驗(yàn)抗剝落腐蝕性能的，應(yīng)在訂貨單(或合同)中注明“檢驗(yàn)抗剝落腐 蝕性能”，剝落腐蝕試驗(yàn)結(jié)果的等級(jí)由供需雙方協(xié)商確定。7XXX 系合金的剝落腐蝕試驗(yàn)按 GB/T 22639 執(zhí)行

　　三、抗疲勞腐蝕性能

　　鋁合金板材在較長時(shí)間的交變載荷應(yīng)力作用下將會(huì)產(chǎn)生裂紋(鋁合金結(jié)構(gòu)件會(huì)因內(nèi)部夾雜等冶金缺 陷導(dǎo)致過早產(chǎn)生疲勞裂紋)，并快速擴(kuò)展，導(dǎo)致鋁合金板材突發(fā)疲勞斷裂。 不同的載荷條件、載荷頻率、環(huán)境溫度或環(huán)境介質(zhì)都會(huì)影響鋁合金板材的抗疲勞性能。鋁合金生產(chǎn)企業(yè)可通過特別控制鋁合金板材的表面狀態(tài)、尺寸及其化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、纖維方向、 內(nèi)部缺陷等手段，在一定限度內(nèi)改進(jìn)鋁合金材料的抗疲勞性能。

　　為保證高鐵列車安全，建議如下

　　有抗疲勞腐蝕性能要求時(shí)，應(yīng)在訂貨單(或合同)中注明“檢驗(yàn)抗疲勞腐蝕 性能”，對(duì)于要求抗疲勞腐蝕性能的板材，將試驗(yàn)條件設(shè)定為：ΔK=33(MPa) m ，R=0.1.f=(2～ 10)Hz，按GB/T 6398進(jìn)行T-L方向的疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)，應(yīng)滿足da/dN≤3.05×10-3mm/cycle。

　　將試驗(yàn)條件的要求調(diào)整到試驗(yàn)方法章抗疲勞腐蝕性能條：對(duì)于要求抗疲勞腐蝕性能的板材，將試驗(yàn) 條件設(shè)定為：ΔK=33(MPa) ，R=0.1.f=(2～10)Hz，按GB/T 6398進(jìn)行T-L方向的疲勞裂紋擴(kuò)展速 率試驗(yàn)，應(yīng)滿足da/dN≤3.05×10-3mm/cycle。

　　四、抗晶間腐蝕性能

　　對(duì)抗晶間腐蝕性能有要求的主要為5083牌號(hào)、6082牌號(hào)的鋁合金板材。具體要求為可參考GB/T 7998表1中對(duì)晶間腐蝕等級(jí)的劃分。

　　材質(zhì)為5083的板材不出現(xiàn)2級(jí)以下晶間腐蝕情況。材質(zhì)為 6082的板材不出現(xiàn)3級(jí)以下晶間腐情況?？咕чg腐蝕試驗(yàn)按 GB/T 7998 執(zhí)行。

　　軌道交通用鋁及鋁合金板材使用質(zhì)量的穩(wěn)定性，在一定程度上會(huì)取決于耐腐蝕性能的可靠性。無論是企業(yè)生產(chǎn)，還是國內(nèi)外貿(mào)易的需求，上面的對(duì)各腐蝕性能的介紹，都可以為生產(chǎn)商、用戶、供應(yīng)商三方提供最基本的技術(shù)依據(jù)。隨著國家一帶一路政策在全世界范圍的推廣，軌道交通用鋁及鋁合金板材也將大量裝用于高速動(dòng)車組、城際動(dòng)車組、地鐵車輛及城市輕軌車輛，這也勢必會(huì)對(duì)鋁合金的防腐要求也越來越高，希望該文會(huì)對(duì)大家有所助益。

　　以上《鋁合金板材檢測抗應(yīng)力 抗剝落 抗疲勞 抗晶間腐蝕性能》內(nèi)容由中鋼國檢張工整理，檢測事宜請(qǐng)聯(lián)系工程師。