材料應力腐蝕檢視原始碼討論檢視歷史
| 材料應力腐蝕 |
材料在應力和腐蝕環境的共同作用下引起的破壞叫應力腐蝕。這裡需強調的是應力和腐蝕的共同作用。材料應力腐蝕具有很鮮明的特點，應力腐蝕破壞特徵，可以幫助我們識別破壞事故是否屬於應力腐蝕，但一定要綜合考慮，不能只根據某一點特徵，便簡單地下結論。影響應力腐蝕的因素主要包括環境因素、力學因素和冶金因素。
簡介
- (1)造成應力腐蝕破壞的是靜應力，遠低於材料的屈服強度，而且一般是拉伸應力(近年來，也發現在不鏽鋼中可以有壓應力引起)。這個應力可以是外加應力，也可以是焊接、冷加工或熱處理產生的殘留拉應力。最早發現的冷加工黃銅子彈殼在含有潮濕的氨氣介質中的腐蝕破壞，就是由於冷加工造成的殘留拉應力的結果。假如經過去應力退火，這種事故就可以避免。
- (2)應力腐蝕造成的破壞，是脆性斷裂，沒有明顯的塑性變形。
- (3)只有在特定的合金成分與特定的介質相組合時才會造成應力腐蝕。例如α黃銅只有在氨溶液中才會腐蝕破壞，而β黃銅在水中就能破裂。
- (4)應力腐蝕的裂紋擴展速率一般在10^-9~10^-6m/s，有點象疲勞，是漸進緩慢的，這種亞臨界的擴展狀況一直達到某一臨界尺寸，使剩餘下的斷面不能承受外載時，就突然發生斷裂。
- (5)應力腐蝕的裂紋多起源於表面蝕坑處，而裂紋的傳播途徑常垂直於拉力軸。
- (6)應力腐蝕破壞的斷口，其顏色灰暗，表面常有腐蝕產物，而疲勞斷口的表面，如果是新鮮斷口常常較光滑，有光澤。
- (7)應力腐蝕的主裂紋擴展時常有分枝。但不要形成絕對化的概念，應力腐蝕裂紋並不總是分枝的。
- (8)應力腐蝕引起的斷裂可以是穿晶斷裂，也可以是晶間斷裂。如果是穿晶斷裂，其斷口是解理或准解理的，其裂紋有似人字形或羽毛狀的標記。
評價
應力腐蝕機理就是滑移-溶解理論。它可以簡單地歸結為四個過程，這就是滑移-膜破-陽極溶解-再鈍化。這一機理所提出的基本概念廣為多數人接受。但是，滑移-溶解機理只能很好地解釋沿晶斷裂的應力腐蝕，而對穿晶型斷裂如奧氏體不鏽鋼的氯脆，卻遇到了很大困難。因為穿晶斷裂型的應力腐蝕，其斷裂表面不是在滑移面上，斷裂具有類似解理的特徵。防止應力腐蝕的辦法要視具體的材料-介質而定。例如低碳鋼容易產生鹼脆和硝脆。在鍋爐的鉚接和焊接部位，少量的滲漏使溶融的鹽形成局部高濃度的苛性鈉，易產生鹼脆。對於鹼脆就要時時注意鍋爐用水處理，減少PH值或加入強氧化劑使鋼表面鈍化，加入一些抑制劑如硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽都可減緩應力腐蝕，也可用陰極保護的辦法。而對於硝脆則正相反，要增加溶液的PH值，或加入苛性鈉等鹼性物質延緩應力腐蝕，當然，從電化學防護來說也可用陰極保護。對奧氏體不鏽鋼的氯脆，首先從合金的成分加以改進，如從低鎳的18-8型(304、302型)改變成高鎳並加鉬的316型，進而採用A+F的雙相鋼。對奧氏體不鏽鋼也要特別注意冷變形或者焊接後的去除應力處理。[1]