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應(yīng)力腐蝕的特征應(yīng)力腐蝕斷裂是應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)協(xié)同作用引起的金屬腐蝕斷裂現(xiàn)象。發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂通常需具備以下條件：敏感材料、特定環(huán)境和拉伸應(yīng)力，因此應(yīng)力腐蝕斷裂具有以下幾個(gè)特征：

1、應(yīng)力特征

應(yīng)力是誘發(fā)應(yīng)力腐蝕的必要因素，可以是外加應(yīng)力，也可以是機(jī)加工和熱處理等環(huán)節(jié)產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。引起應(yīng)力腐蝕的一般是拉應(yīng)力，但一些研究表明特定條件下壓應(yīng)力也能產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。

2、腐蝕介質(zhì)是特定的

只有當(dāng)某種特定的金屬在特定的腐蝕介質(zhì)中時(shí)，才會發(fā)生應(yīng)力腐蝕。但是如果沒有應(yīng)力存在，金屬在其特定腐蝕介質(zhì)中的腐蝕速度是很緩慢的。

3、脆性斷裂

會導(dǎo)致脆性斷裂應(yīng)力腐蝕的臨界應(yīng)力一般較小，其端口形貌表現(xiàn)出典型的脆性斷裂特征，斷裂前沒有大的變形，應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生的脆斷可能導(dǎo)致災(zāi)難性事故。

4、裂紋的擴(kuò)展速度較快

應(yīng)力腐蝕裂紋的擴(kuò)展速度大于金屬腐蝕速度。在裂紋產(chǎn)生初期，其擴(kuò)展速度是緩慢的，但當(dāng)達(dá)到一定臨界尺寸時(shí)，裂紋會迅速擴(kuò)張，直到超過金屬材料承受極限突然斷裂。

5、應(yīng)力腐蝕一般都發(fā)生在特殊的電位區(qū)間

通過電化學(xué)試驗(yàn)可以知道，特定金屬與介質(zhì)的組合，只有在特定的電位區(qū)間范圍內(nèi)才會發(fā)生應(yīng)力腐蝕，因此可以通過電化學(xué)方法來改變電位區(qū)間，達(dá)到控制應(yīng)力腐蝕的目的。應(yīng)力腐蝕的機(jī)理

應(yīng)力腐蝕主要分為陽極溶解和氫致開裂兩大體系。例如奧氏體不銹鋼在含Cl-溶液中的應(yīng)力腐蝕屬于陽極溶解型，高強(qiáng)度合金鋼在水介質(zhì)中的應(yīng)力腐蝕屬于氫致開裂型。

陽極溶解機(jī)理

在應(yīng)力的協(xié)助或協(xié)同作用下，加速金屬活化區(qū)的溶解而導(dǎo)致斷裂的機(jī)理，統(tǒng)稱為陽極溶解機(jī)理。陽極金屬的不斷溶解導(dǎo)致了應(yīng)力腐蝕裂紋的形核和擴(kuò)展。但關(guān)于陽極溶解是如何發(fā)生，應(yīng)力在腐蝕過程中如何作用，是一系列非常復(fù)雜的問題，目前已經(jīng)提出了各種不同的陽極溶解模型，如滑移-溶解理論、膜破裂、蠕變等從不同的角度解釋應(yīng)力腐蝕的產(chǎn)生機(jī)理。

滑移-溶解理論認(rèn)為金屬在腐蝕介質(zhì)中會形成一層鈍化膜，在應(yīng)力的共同作用下，位錯發(fā)生滑移，由此產(chǎn)生的滑移臺階會導(dǎo)致表面膜破裂，露出裸露的金屬，作為陽極發(fā)生溶解，然后會形成新的保護(hù)膜。

在應(yīng)力作用下位錯繼續(xù)滑移，導(dǎo)致保護(hù)膜再次破裂，陽極再次溶解。通過這一循環(huán)過程，應(yīng)力腐蝕裂紋不斷產(chǎn)生和擴(kuò)展。膜破裂理論認(rèn)為金屬表面的鈍化膜不是由位錯滑移而破裂，而是在應(yīng)力與活性粒子作用下導(dǎo)致鈍化膜破裂，裸露金屬表面失去保護(hù)作為陽極與其它鈍化膜表面形成腐蝕電池，從而發(fā)生溶解。

在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)持續(xù)作用下，由于陽極溶解產(chǎn)生的微裂紋不斷生長，當(dāng)達(dá)到臨界值將發(fā)生腐蝕斷裂。對沿晶應(yīng)力腐蝕敏感的材料來說，由于晶界附近缺陷和雜質(zhì)較多，在腐蝕介質(zhì)中極易優(yōu)先產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕斷裂。

氫致開裂機(jī)理

氫致開裂機(jī)理或稱氫脆機(jī)理，是應(yīng)力腐蝕斷裂的第二種機(jī)理。金屬在腐蝕過程中陰極反應(yīng)生成的氫吸附在金屬材料表面并擴(kuò)散到內(nèi)部，產(chǎn)生氫應(yīng)變鐵素體或高活化氫化物，對高強(qiáng)度鋼等對氫脆敏感度高的材料，會使材料脆化而出現(xiàn)裂紋，并沿氫脆部位不斷擴(kuò)展導(dǎo)致破裂。

但在一些陽極溶解為主導(dǎo)的應(yīng)力腐蝕體系中，腐蝕過程中析出的氫原子不足以導(dǎo)致氫致開裂，但可對材料的電化學(xué)性能、應(yīng)力腐蝕性能產(chǎn)生影響。因此，氫在不同材料應(yīng)力腐蝕斷裂中所起的作用要根據(jù)實(shí)際情況分析，有些體系中以氫脆為主，有些體系中以陽極溶解為主。