當應力與腐蝕同時作用時，可以加速金屬的破壞。在最簡單的情況下，這兩個因素的破壞作用只是簡單疊加。如果是均勻腐蝕，則面積逐漸減小，使真實應力逐漸增加，最終達到材料的斷裂強度而斷裂；如果是晶間腐蝕，則晶間的結合力將會降低，外加的應力使腐蝕介質更容易沿晶界進行進一步的破壞，最終使殘余的晶間結合力不能承受外加應力而致斷裂。當應力不存在時，腐蝕甚微，施加應力并經過一段時間后，金屬會在腐蝕并不嚴重的情況下發生脆斷。這種應力腐蝕斷裂有如下五個共同特征。
一(yi)、力學特征
1. 具備拉(la)應力
一般應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕都在(zai)拉應(ying)(ying)力(li)(li)(li)下才發生(sheng)，而在(zai)壓應(ying)(ying)力(li)(li)(li)下不發生(sheng)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕,這種拉伸應(ying)(ying)力(li)(li)(li)可以是(shi)工作(zuo)狀態(tai)下材(cai)(cai)料承受外加(jia)載荷造成(cheng)的工作(zuo)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)；也可以是(shi)在(zai)生(sheng)產、制造、加(jia)工和(he)安裝過程中(zhong)在(zai)材(cai)(cai)料內(nei)部形(xing)(xing)成(cheng)的熱應(ying)(ying)力(li)(li)(li)、形(xing)(xing)變應(ying)(ying)力(li)(li)(li)等殘余應(ying)(ying)力(li)(li)(li)；還可以是(shi)由裂紋內(nei)腐(fu)蝕產物(wu)的體積效應(ying)(ying)造成(cheng)的楔(xie)入作(zuo)用或是(shi)陰(yin)極反應(ying)(ying)形(xing)(xing)成(cheng)的氫(qing)產生(sheng)的應(ying)(ying)力(li)(li)(li)。
2. 存在臨界(jie)應力
合金所承受的(de)應(ying)力(li)(li)越小(xiao)，斷(duan)裂(lie)時間越長，當應(ying)力(li)(li)小(xiao)于某一臨(lin)界(jie)值后，此應(ying)力(li)(li)成為臨(lin)界(jie)應(ying)力(li)(li)。在(zai)大多數的(de)材料-環境體系中，存在(zai)一個臨(lin)界(jie)應(ying)力(li)(li)，當應(ying)力(li)(li)低(di)于該臨(lin)界(jie)值時，則不產生(sheng)SCC.
二、環境特性(xing)
1. 腐(fu)蝕(shi)介質的(de)特(te)性
只有在特(te)(te)定的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介質(zhi)中含有某些對發(fa)生應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)有特(te)(te)效作用(yong)的離子(zi)、分子(zi)時才(cai)會發(fa)生應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。這種(zhong)特(te)(te)定的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)劑并(bing)不一定要(yao)大(da)量(liang)存在，而且往(wang)往(wang)濃(nong)度很低。表1.5列出(chu)了一些金(jin)屬和合金(jin)發(fa)生應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的特(te)(te)定介質(zhi)。
2. 溶(rong)液的濃度
值(zhi)得指出的(de)(de)是，即使(shi)有時整體濃(nong)度是很低的(de)(de)，但是由于(yu)局(ju)部(bu)位置上的(de)(de)濃(nong)縮作用(yong)，使(shi)該處極易產(chan)生局(ju)部(bu)腐蝕(shi)。
3. 具有一定的電位(wei)范圍
從(cong)電化(hua)(hua)學(xue)的角度(du)來看(kan)，材(cai)料(liao)與(yu)特定介質的偶(ou)合(he)導(dao)致(zhi)應力(li)腐蝕(shi)的條件是(shi)它發生在一(yi)定的電位(wei)范圍內(nei)，一(yi)般是(shi)發生在鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)-活化(hua)(hua)的過(guo)渡區或鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)-過(guo)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)區。
三、冶金(jin)學(xue)特性
1. 不同(tong)的化(hua)學成分(fen)和(he)純度具(ju)有(you)不同(tong)應力(li)腐蝕敏感性
純(chun)金(jin)屬一度(du)(du)被認為不發(fa)生應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi),但是通(tong)過實驗發(fa)現，純(chun)度(du)(du)高達99.999%的銅及99.99%的鐵在一定(ding)條件(jian)下也發(fa)生了晶(jing)間應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)開裂，因(yin)此，認為合(he)金(jin)比純(chun)金(jin)屬更易產生應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)是恰當的。
2. 不同組織具(ju)有不同的(de)應力(li)腐蝕敏感性(xing)
金屬(shu)晶體(ti)結構(gou)的差異也影響到材料的耐蝕(shi)(shi)性，體(ti)心立方晶格(ge)（鐵(tie)素(su)體(ti)和馬氏體(ti)）比面(mian)心立方晶格(ge)（奧氏體(ti)）更(geng)耐應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)。一(yi)般說來(lai)，粗晶粒比細(xi)晶粒對應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)更(geng)為敏(min)感。晶格(ge)缺陷，如晶界、亞晶界、露頭的位錯群等，對應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)破(po)裂(lie)敏(min)感，將優先溶(rong)解，常常成為應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)破(po)裂(lie)發生(sheng)的裂(lie)縫(feng)源。
四、應力腐(fu)蝕(shi)裂紋(wen)擴展速率
金屬在(zai)無裂(lie)(lie)紋(wen)、無蝕坑(keng)(keng)或缺陷的情況下(xia)，應(ying)力腐(fu)(fu)蝕過程可分為三個(ge)階(jie)段：裂(lie)(lie)紋(wen)萌生(sheng)階(jie)段，即由于(yu)腐(fu)(fu)蝕引起(qi)裂(lie)(lie)紋(wen)或蝕坑(keng)(keng)的階(jie)段；裂(lie)(lie)紋(wen)擴展階(jie)段，即由裂(lie)(lie)紋(wen)源或蝕坑(keng)(keng)開始到達極限(xian)應(ying)力值為止的這一階(jie)段；失穩斷(duan)裂(lie)(lie)階(jie)段。裂(lie)(lie)紋(wen)萌生(sheng)階(jie)段的長短取決(jue)于(yu)合金的性(xing)能、環境的特(te)性(xing)和應(ying)力的大小，這一時(shi)期短的僅幾分鐘，長的可達幾年(nian)(nian)、十(shi)幾年(nian)(nian)或幾十(shi)年(nian)(nian)，裂(lie)(lie)紋(wen)萌生(sheng)期是服役(yi)壽命的主(zhu)要(yao)部分。
五、應力腐蝕形態特征
1. 應力腐蝕的宏觀(guan)形(xing)態特征
即使具(ju)有(you)很高延性(xing)的金屬，其應(ying)力腐蝕(shi)仍(reng)具(ju)有(you)完全脆性(xing)的外觀。應(ying)力腐蝕(shi)都呈脆性(xing)斷(duan)裂，應(ying)力腐蝕(shi)的宏觀斷(duan)口常有(you)放(fang)射花樣或(huo)人字(zi)紋。
2. 應(ying)力腐(fu)蝕的(de)微觀形態特征
應(ying)力腐蝕(shi)斷口的微觀特征(zheng)比較復(fu)雜，它與(yu)鋼(gang)的成分(fen)、熱處理(li)、環境(jing)條件、應(ying)力狀態、晶(jing)體結構以及力學性能等有(you)關(guan)。金(jin)(jin)屬(shu)材料發(fa)生應(ying)力腐蝕(shi)時，僅在(zai)(zai)局部地(di)區(qu)出現(xian)由表(biao)(biao)及里的腐蝕(shi)裂紋(wen)(wen)(wen)，其裂紋(wen)(wen)(wen)形(xing)態主(zhu)(zhu)要有(you)穿晶(jing)型(xing)、晶(jing)界(jie)型(xing)和混合(he)型(xing)三種。不同的金(jin)(jin)屬(shu)－環境(jing)體系(xi)，將出現(xian)不同的裂紋(wen)(wen)(wen)形(xing)態。例(li)如(ru)，軟(ruan)鋼(gang)、銅合(he)金(jin)(jin)、鎳合(he)金(jin)(jin)多(duo)半顯晶(jing)界(jie)型(xing)，奧氏體不銹鋼(gang)多(duo)半顯穿晶(jing)型(xing)，而鈦合(he)金(jin)(jin)多(duo)半顯混合(he)型(xing)。不論表(biao)(biao)現(xian)形(xing)式如(ru)何(he)，裂紋(wen)(wen)(wen)的共同特點是在(zai)(zai)主(zhu)(zhu)干(gan)裂紋(wen)(wen)(wen)延伸的同時還有(you)若干(gan)分(fen)支同時發(fa)展，裂紋(wen)(wen)(wen)出在(zai)(zai)與(yu)最大應(ying)力垂直的平面上，其破裂斷口顯現(xian)出脆性斷裂的特征(zheng)。
