據(jù)有關(guān)資料描述，有的鋼結(jié)構(gòu)焊縫一噴富鋅漆后、或使用一段時間就會裂，不噴就沒事，難道是靈異事件噴到鬼了？？

今天我們就告訴你：這只不過液態(tài)金屬脆性（LME），與之類似的情況，航天工業(yè)里最常見！

常見液態(tài)金屬脆性

在應(yīng)力狀態(tài)下的金屬或合金，當(dāng)與特定液態(tài)金屬結(jié)合時，可導(dǎo)致災(zāi)難性的沿晶斷裂。因?yàn)樗鼈冎g很敏感，像過敏一樣，例如：

1）碳鋼和不銹鋼對鋅（Zn）和鋰（Li）的液態(tài)金屬脆性敏感。

2）鋁和鋁合金對汞和鋅的液態(tài)金屬脆性敏感；

3）銅和銅合金對汞和鋰的液態(tài)金屬脆性敏感。

經(jīng)?？梢杂^察到，這些敏感性發(fā)生，裂紋擴(kuò)展速度可達(dá)到25cm/s。

因?yàn)榇蠖鄶?shù)航空器的結(jié)構(gòu)件是鋁合金制品，所以在航空器上，禁用含汞的物品，因?yàn)楣瘯Y(jié)構(gòu)的完整性造成實(shí)質(zhì)性危害。

什么是液態(tài)金屬脆性

什么是液態(tài)金屬脆性（LME）？LME是指材料與液態(tài)金屬接觸發(fā)生腐蝕，塑性降低乃至低應(yīng)力脆斷的現(xiàn)象。LME有所也稱為液態(tài)金屬致裂（LMC）。圖1所示為LME的典型形貌。

圖1：LME典型形貌

鋼結(jié)構(gòu)的情況

開篇說到的焊接鋼結(jié)構(gòu)件噴漆斷裂，就是來自于鍍鋅零件或富鋅漆中的鋅。圖2所示為TWIP鋼（孿晶誘導(dǎo)塑性鋼）的電阻點(diǎn)焊后觀察到的LME圖片。圖3和圖4為液態(tài)Ga誘發(fā)鋁合金LME的情況。

圖2 TWIP鋼電阻點(diǎn)焊后觀察到的LME

圖3

圖3X射線顯微照片顯示液態(tài)Ga沿著Al的雙晶體晶界滲透，視場中間位置，最后一張圖片顯示了穿透速度。

圖4

圖4把液態(tài)的Ga涂在鋁罐上，幾天后，你會發(fā)現(xiàn)鋁罐像紙糊的一樣……

液態(tài)金屬脆性原理

那么，是什么導(dǎo)致了液態(tài)金屬脆性呢？

現(xiàn)有研究表明，脆化現(xiàn)象是材料的組織狀態(tài)、服役應(yīng)力條件、接觸狀態(tài)、溫度和應(yīng)變速率等多種因素共同作用的結(jié)果。

通常認(rèn)為,液態(tài)金屬脆化現(xiàn)象只是在一定的溫度區(qū)間內(nèi)才會出現(xiàn)，在低于或高于該溫度區(qū)間時，脆化現(xiàn)象就會消失，且韌性會回復(fù)到與未接觸液態(tài)金屬時相當(dāng)?shù)乃?。此外，?yīng)變速率對液態(tài)金屬脆化現(xiàn)象也有非常大的影響。

液態(tài)金屬脆性的機(jī)理，不是電化學(xué)反應(yīng)，而是一種吸附誘導(dǎo)脆性開裂。當(dāng)液態(tài)金屬原子被吸附到敏感性的金屬或合金后，降低脆性敏感金屬在晶界區(qū)域內(nèi)的金屬鍵結(jié)合強(qiáng)度，降低表面能，進(jìn)而導(dǎo)致臨界解理應(yīng)力降低，裂紋沿著晶界啟動并快速擴(kuò)展，促進(jìn)脆性斷裂的發(fā)生。

下圖為鍍鋅熱成形用硼鋼LME微裂紋形成機(jī)制示意圖。

圖6 鍍鋅熱成形用硼鋼微裂紋形成機(jī)制的示意圖

解決措施

預(yù)防LME的措施大致包括：

1) 避免與會導(dǎo)致LME的液態(tài)金屬接觸或被其污染；

2) 改進(jìn)零件結(jié)構(gòu)或消除拉應(yīng)力狀態(tài)也是預(yù)防液態(tài)金屬致脆

3) 不要在低熔點(diǎn)金屬的熔點(diǎn)溫度附近使用它們；

4）使用金屬鍍層或覆層進(jìn)行阻隔保護(hù)。