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点击量:196 时间:2020-04-14
应力腐蚀通常是指金属或合金在腐蚀介质和拉应力的协同作用下发生的开裂。应力腐蚀是以腐蚀机械裂纹的形成为特征的,腐蚀机械裂纹不仅沿晶间发展,而且还可以穿晶而过。由于金属内部裂纹的发展,大大降低了金属或合金结构的强度,严重时可能会突然损坏金属设备。如果设备在高压下工作,会引起严重的爆炸事故。微裂纹一旦形成,传播速度非常快,在破坏前就有明显的预兆。因此,应力腐蚀是所有腐蚀类型中破坏性 大、危害 大的一种。
工程中常用的材料,如不锈钢、铜、碳钢、低合金高强钢等,在特定介质中会产生应力腐蚀。根据腐蚀条件,材料结构可能在几分钟或几年内被破坏。应力腐蚀的常见实例有:蒸汽锅炉钢的碱脆化、黄铜的季节性开裂、高强度铝合金的晶间腐蚀开裂、不锈钢的应力腐蚀开裂等。
由于各种因素的复杂性,对如何产生应力腐蚀一直没有统一的看法。
结果表明,当阳极电流作用于腐蚀系统时,裂纹扩展速度加快;在阴极电流作用下,裂纹扩展受到抑制甚至停止。这一现象表明,应力腐蚀的原因与电化学过程密切相关。因此,应力腐蚀开裂可以看作是电化学腐蚀与应力机械失效相互促进的结果。应力腐蚀过程一般可分为三个阶段。第一阶段是孕育期,在这一阶段,由于腐蚀过程的局部化和张应力的作用,裂纹成核;第二阶段为腐蚀裂纹发展阶段,裂纹扩展阶段;在第三阶段,由于拉伸应力的局部集中,裂纹迅速增长,导致材料损伤。金属及合金表面的缺陷或弱点由于其电位低于其它部位而成为活性点,为应力腐蚀提供了裂纹核心。如果镁合金牺牲阳极表面有划痕、孔洞或缝隙,则为现成的裂纹芯。
后形成的微裂缝,裂纹尖端的应力集中的铝热通量、高应力集中裂纹尖端产生变形的原因以及周边地区,再次和微观滑移破坏的表面膜,从而加速尖叉的解体。这些步骤是连续和交替的,裂纹将继续扩展到深度。这是裂纹扩展阶段。随着裂纹扩展阶段的发展,拉应力逐渐增大,应力集中程度增大,导致裂纹快速扩展, 终导致材料失效。