宇航结构合金腐蚀和应力腐蚀试验结果及分级标准

图2　针对SCC的裂纹控制流程概要

图2提到了用于光滑和预裂试样测试试验的筛选标准。这不仅反映了20世纪80年代末期和早期在航天器设计、试验和鉴定中全面使用断裂力学的思想，还显示了使用预裂纹试样评估高强度钛合金在盐水中抗应力腐蚀开裂性能的戏剧性结果[54]：在先前的光滑试样测试试验中，这些合金被认为对具有抗应力腐蚀开裂产生的性能。

在20世纪60年代后期到70年代，人们为确定铝和钛合金以及高强度钢的SCC门限值KISCC付出了很多努力[55-58]，并且在光滑和预裂铝合金样品的SCC等级之间获得了一致性结论[56，58]，见表3。美国铝业公司（ALCOA）引入了共四级的分级系统，并利用图2所示的潜在筛选标准，即根据σSCCth/σy和KISCC/KIC对合金进行分级。

表3　高强度铝合金短横向（ST）抗SCC特性的通用标准[56，58]

尽管表3显示了该方法具有很好的一致性，但也并未将KISCC/KIC作为筛选标准用于铝合金或其他高强度合金，尽管KISCC的存在并不是一个问题[55，56，58，59]，且1975年已经提出一个通用的标准测试方法[60]，但由于存在许多测试试验困难[56，61，62]，因此并没有基于KISCC并被普遍认同的分级系统。

另一个重要的观察结果是铝合金的光滑试样（A→D）分级系统已经被纳入ASTM G64标准（见表2）中，其限制较为宽松。在95%的置信水平，90%试样未失效的分级如下：(https://www.xing528.com)

•A：≥75%额定最小σy以上。

•B：50%～74%额定最小σy之间。

•C：25%～49%额定最小σy之间或100mPa，以较高值为准。

•D：没有达到C级的标准。

然而，这种铝合金分级系统并没有被NASA和ESA采纳——至少没有被直接采纳（见第5章），他们对所有宇航级合金的抗SCC特性按高（H）、中（M）和低（L）三级评定[50，63]。该分级系统最初由马歇尔航天飞行中心（Marshall Space Flight Center，MSFC）在1977年引入[64]，并在1987年的更新[65]中保留了该分级系统，目前的NASA指南[50]和ESA标准[63]中也保留了该分级系统，该分级系统的详细信息在3.3节中给出。