宇航结构合金腐蚀和应力腐蚀试验成果

系统的户外腐蚀测试有着悠久的历史，可以追溯到1931年，曾在《大气中的金属腐蚀》（Metal Corrosion in the Atmosphere）一书进行了阐述[26]。该书从几方面进行了研究，给出了高强度锻造铝合金的长期测试信息[27-31]，以及在不同的地点[27-34]和在不同的季节期间（夏季和冬季）[35]腐蚀程度的差异。这些研究可以得出以下结论：

（1）腐蚀的严重程度明显取决于测试地点。腐蚀性最强的环境是工业环境，其次是沿海环境。虽然在农村环境中确实也发生了腐蚀，但农村环境被认为是相对温和的。

（2）铝合金的腐蚀速率（由腐蚀点的深度和质量损失决定）在大约1年后开始降低。在较温和的环境（农村）中，在大约3年后开始停止腐蚀，但在工业环境或沿海环境中未必如此。然而，在所有环境中都有一个典型的“自限”腐蚀速率[29]。

KSC测试计划：在当前环境下，最新的一个特别相关的室外环境测试实例是肯尼迪航天中心（KSC）的腐蚀控制计划，其中大气腐蚀测试始于1966年[36-38]。KSC在可能是美国最恶劣的自然环境中进行了各种户外测试[36-39]。图1显示了KSC室外测试地点和条件，以及航天飞机发射场的位置。这些地点代表了“非自然”的环境条件，因为它们受到来自固体火箭助推器（Solid Rocketbooster，SRB）废气的酸性沉积物的影响[36-39]。在自然和固体火箭助推器废气诱发的环境条件下，综合腐蚀效应甚至更为严重：在这样的环境条件下，要求对发射台结构、设施和地面支持设备进行定期高水平维护，包括耐腐蚀材料和高性能涂层的使用[36-39]。

图1　位于美国佛罗里达州Cocoa海滩的肯尼迪航天中心（Kennedy Space Center，KSC）室外腐蚀试验位置和条件(www.xing528.com)

图片源自肯尼迪航天中心L.M.Calle博士

美国材料与试验协会（American Society of Testing Materials，ASTM）标准测试方法：ASTM发布了材料及腐蚀防护系统的户外腐蚀测试标准G50-10（2015）。任何类型的户外测试都比加速测试需要更长的时间，正如KSC最近对AISI1010碳钢[39]进行测试得出的结果所证明的那样。然而，除了所有KSC测试结果外[36-39]，在任何选定地点，户外测试的标准可用方法都可以提供有关当地环境条件影响的有用信息及与加速测试的相关性信息，见2.3节，特别是第4章。

微生物腐蚀：这是“非自然”环境条件促进腐蚀的另一个例子。铝合金在飞机油箱中受到微生物侵蚀是一个众所周知的问题[40-42]。航空航天合金的测试方法已有报道[43，44]，但这些都不是标准化测试。但是，有几个ASTM标准用于对受微生物污染的燃料和燃料相关水[42]的取样和测试。