Aluminium en scheurvormende spanningscorrosie deel 4; kopervrije 7xxx legeringen, gietlegeringen, SSC-beproeving van aluminiumlegeringen; kopervrije 7xxx legeringen, gietlegeringen, SSC-beproeving van aluminiumlegeringen
11. Kopervrije 7xxx-legeringen
Kneedlegeringen uit de 7xxx-reeks die geen koper bevatten, zijn interessant vanwege hun goede weerstand tegen algemene corrosie, hun middelmatig tot hoge sterkte en hun goede breuktaaiheid en vervormbaarheid. Legeringen 7004 en 7005 worden gebruikt in geëxtrudeerde vorm en, in mindere mate, als dunne plaat voor constructiedoeleinden. Recentere typen, waaronder 7016, 7021, 7029 en 7146 worden toegepast voor automobielbumpers die zijn gevormd van extrusies of dunne plaat. Als een groep zijn de kopervrije 7xxxlegeringen minder bestand tegen SSC dan andere legeringstypen, indien er trekspanningen ontstaan in de kortedwarsrichting in geëxposeerde oppervlakken. Weerstand in andere richtingen kan goed zijn, zeker als het product in kwestie beschikt over een ongerekristalliseerde microstructuur en op correcte wijze is warmtebehandeld. Producten met gerekristalliseerde korrelstructuren zijn in het algemeen gevoeliger voor scheuring als gevolg van spanningen die zijn opgewekt door bewerken of door mechanische schade na warmtebehandeling. Als koudvervormen wordt geëist, dan is een opvolgende oplosgloeiïng of een precipitatiewarmtebehandeling aan te bevelen. Toepassingen voor deze legeringen moeten zorgvuldig worden ontworpen.
Tabel 2. Vergelijking van het SSC-gedrag van verscheidene aluminiumlegeringen bij de ASTM G 44-test en na 5 jaar in een zeekustatmosfeer.
12. Gietlegeringen
De weerstand van de meeste aluminiumgietlegeringen tegen SSC is voldoende hoog, zodat scheuring tijdens gebruik maar zelden voorkomt. De microstructuren van deze legeringen zijn gewoonlijk bijna isotroop, zodat de weerstand tegen SSC niet wordt beïnvloed door de oriëntatie van de spanningen. Relatieve rangschikkingen van gietlegeringen, in eerste instantie gebaseerd op laboratoriumproeven, zijn opgesomd in tabel 2. Er zijn aanwijzingen op grond van versnelde proeven en beproeving in natuurlijke omgeving en bevestigd door bedrijfservaring dat legeringen uit de aluminium-silicium 4xx.x-reeks, 3xx.x-legeringen die alleen silicium en magnesium bevatten als legeringselementen en 5xx.x-legeringen met magnesiumgehaltes van 8% en lager nagenoeg immuun zijn voor SSC. Legeringen uit de 3xx.x-groep die koper bevatten, worden als minder bestand beschouwd, hoewel het aantal gevallen van SSC niet significant zijn. Significant optreden van SSC van aluminiumgietlegeringen tijdens bedrijf heeft zich alleen voorgedaan bij de aluminium-zink-magnesium 7xx.x legeringen met de hoogste sterkte en bij de aluminium-magnesiumlegering 520.0-T4. Voor dergelijke legeringen omvatten zorgvuldige consideratie met betrekking tot ontwerp van het gietstuk, spanningen die kunnen optreden als gevolg van assemblage en bedrijf en het te verwachten bedrijfsmilieu.
13. SSC-beproeving van aluminiumlegeringen
Scheuring als gevolg van spanningscorrosie van gevoelige hoog-sterke aluminiumlegeringen kan optreden in vochtige lucht, zeewater en zoet water. Het varieert per legering, temper en grootte van de doorstane trekspanning. Voor laboratoriumwerk wordt doorgaans de voorkeur gegeven aan chlorideoplossingen, omdat natriumchloride wijd verspreid voorkomt in de natuur en de testresultaten vaak kunnen worden gerelateerd aan spanningscorrosiegedrag in natuurlijke omgeving.