钛合金在宇航结构中的SCC问题分析结果

钛合金需要特别考虑，因为：①当使用光滑试样进行试验时，几乎所有合金的SCC对水溶液环境不敏感，但经预制裂纹处理后极易受到腐蚀；②它们几乎完全可用于制造装有高度活性非水液体的航天器压力容器；③它们对有机液体或高度敏感或不受影响。

水溶液环境中的SCC：MSFC/NASA/ESA对在所有热处理条件下钛合金光滑试样在水液环境中试验后给出的分级为H，结果说明钛合金在无裂纹情况下具有高抗SCC特性。由此可见，这种试验对确定SCC敏感性没有帮助，而SCC敏感性需要用预裂纹试样进行试验。7.1节提供了更多的资料。

非水溶液环境中的SCC：该主题在7.2节中进行了广泛讨论并分为三个试验环境：①四氧化二氮，见7.2.1节；②肼类燃料，见7.2.2节；③除了甲基肼以外的有机液体，见7.2.3节。关于试验和试验结果的一般情况和具体结论如下：

（1）SCC评估的主要是Ti-6Al-4V压力容器板材和焊接件。

（2）光滑试样和切口试样试验显示了材料在某些环境下具有SCC敏感性，但总体试验结果显示使用预裂试样是有必要的。

（3）试验结果的潜在复杂性表现在钛合金在名义惰性环境中对低温蠕变和SLC具有敏感性。这些现象在7.2.1.1节和7.2.1.2节作为四氧化二氮中SCC试验的推论进行讨论。讨论重点放在SLC，在肼和其他有机液体中的试验也提到了SLC。(www.xing528.com)

（4）无论试验环境如何，压力容器试验的时间应尽可能短，以避免任何可能的亚临界裂纹扩展。

（5）流体的化学特性是决定合金在四氧化二氮（N2 O4）中SCC敏感性的最重要因素：添加少于1%的一氧化氮（NO）足以提供可接受的SCC抑制水平。这就是实际工作中使用名为MON-1的N2 O4和（0.8±0.2）%NO混合物的原因。

（6）在联氨混合物中，经溶液和老化处理（STA）的Ti-6Al-4V母材和时效焊接件的SCC敏感性略低于加入NO作为抑制剂的N2 O4。

（7）几种钛合金在多种有机液体中的SCC试验结果表明：①没有一种合金可以被认为是完全有一致作用的；②甲醇具有独特的腐蚀性，而其他环境根据合金种类会产生不同的结果；使用环境中氯化物和氯离子的污染一般会增加SCC的敏感性。后一个结果表明有必要严格控制钛合金压力容器和其他组件的制造和试验程序，因为大多数环境中很可能存在微量的氯化物。