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(ying)力腐蝕斷裂有如下五個共同特征。


一、力學(xue)特(te)征


1. 具備拉應力(li)


 一(yi)般應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕都在拉(la)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)下(xia)(xia)(xia)才發生，而在壓應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)下(xia)(xia)(xia)不發生應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕,這種拉(la)伸應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)可(ke)以(yi)是(shi)工(gong)(gong)作狀態下(xia)(xia)(xia)材(cai)料(liao)承(cheng)受外加(jia)載荷造成(cheng)(cheng)的工(gong)(gong)作應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)；也可(ke)以(yi)是(shi)在生產、制造、加(jia)工(gong)(gong)和安裝過程中在材(cai)料(liao)內(nei)部形成(cheng)(cheng)的熱應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)、形變應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)等(deng)殘(can)余應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)；還可(ke)以(yi)是(shi)由裂紋內(nei)腐(fu)蝕產物(wu)的體積效應(ying)(ying)(ying)(ying)造成(cheng)(cheng)的楔入作用(yong)或是(shi)陰極(ji)反應(ying)(ying)(ying)(ying)形成(cheng)(cheng)的氫產生的應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)。


2. 存在臨界應力


 合金所承受的應力(li)越小，斷(duan)裂時(shi)間越長，當(dang)應力(li)小于某一(yi)臨界值后，此應力(li)成為臨界應力(li)。在(zai)大多數的材料-環境體系中(zhong)，存在(zai)一(yi)個臨界應力(li)，當(dang)應力(li)低于該臨界值時(shi)，則不產生(sheng)SCC.



二、環境特性


1. 腐蝕介質的特性


  只有在特(te)(te)定(ding)的(de)腐(fu)蝕(shi)介(jie)質中含有某些對發生應力(li)腐(fu)蝕(shi)有特(te)(te)效(xiao)作用的(de)離(li)子、分子時才會發生應力(li)腐(fu)蝕(shi)。這種特(te)(te)定(ding)的(de)腐(fu)蝕(shi)劑(ji)并不一定(ding)要大量存在，而且(qie)往往濃度很低。表1.5列出(chu)了一些金屬和合金發生應力(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)特(te)(te)定(ding)介(jie)質。





2. 溶液(ye)的濃(nong)度


 值(zhi)得指出的(de)是，即使有時整體濃(nong)度是很低的(de)，但是由于局(ju)部(bu)位置上的(de)濃(nong)縮作(zuo)用，使該處極(ji)易產(chan)生局(ju)部(bu)腐蝕。


3. 具(ju)有一定(ding)的電位范(fan)圍


  從電化學的(de)(de)(de)角(jiao)度來(lai)看(kan)，材料與特(te)定介質(zhi)的(de)(de)(de)偶合導致應力腐(fu)蝕的(de)(de)(de)條(tiao)件是它(ta)發生在一(yi)定的(de)(de)(de)電位范(fan)圍內(nei)，一(yi)般是發生在鈍(dun)(dun)化-活(huo)化的(de)(de)(de)過渡區或鈍(dun)(dun)化-過鈍(dun)(dun)化區。



三、冶(ye)金學特(te)性(xing)


 1. 不(bu)同(tong)的化學成分和純度具有不(bu)同(tong)應力腐蝕敏(min)感性


  純(chun)金屬(shu)一度(du)被認為(wei)不發生應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi),但是(shi)通過實驗發現，純(chun)度(du)高達99.999%的銅及99.99%的鐵在一定條(tiao)件下也發生了晶(jing)間應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)開裂，因此，認為(wei)合金比純(chun)金屬(shu)更易產生應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)是(shi)恰當的。


 2. 不同組織(zhi)具有不同的應力腐蝕敏感(gan)性


 金(jin)屬晶(jing)體結構的差異也影響(xiang)到材料的耐蝕(shi)性，體心立方晶(jing)格（鐵素體和馬氏體）比面心立方晶(jing)格（奧氏體）更耐應力腐蝕(shi)。一般說來，粗晶(jing)粒比細晶(jing)粒對(dui)應力腐蝕(shi)更為(wei)敏(min)感。晶(jing)格缺陷(xian)，如晶(jing)界(jie)、亞晶(jing)界(jie)、露(lu)頭(tou)的位(wei)錯(cuo)群等，對(dui)應力腐蝕(shi)破裂敏(min)感，將優(you)先溶解(jie)，常常成為(wei)應力腐蝕(shi)破裂發生的裂縫源。



四、應力(li)腐(fu)蝕裂紋擴展速率(lv)


 金屬在無(wu)裂(lie)(lie)紋(wen)、無(wu)蝕(shi)坑或(huo)缺陷的情況下，應(ying)力腐蝕(shi)過程可(ke)分為(wei)三個階段(duan)(duan)：裂(lie)(lie)紋(wen)萌生(sheng)階段(duan)(duan)，即由于腐蝕(shi)引(yin)起裂(lie)(lie)紋(wen)或(huo)蝕(shi)坑的階段(duan)(duan)；裂(lie)(lie)紋(wen)擴(kuo)展階段(duan)(duan)，即由裂(lie)(lie)紋(wen)源或(huo)蝕(shi)坑開始到達極限應(ying)力值為(wei)止的這一階段(duan)(duan)；失穩斷裂(lie)(lie)階段(duan)(duan)。裂(lie)(lie)紋(wen)萌生(sheng)階段(duan)(duan)的長短取決于合金的性能、環境的特性和應(ying)力的大(da)小，這一時(shi)期短的僅幾(ji)分鐘，長的可(ke)達幾(ji)年(nian)、十幾(ji)年(nian)或(huo)幾(ji)十年(nian)，裂(lie)(lie)紋(wen)萌生(sheng)期是(shi)服役壽命的主要部(bu)分。



五、應力腐蝕(shi)形態特征


1. 應力(li)腐(fu)蝕的宏觀形態(tai)特征(zheng)


  即使具有(you)很高延性(xing)的金屬，其應力(li)腐(fu)蝕仍具有(you)完全脆(cui)性(xing)的外觀(guan)。應力(li)腐(fu)蝕都呈脆(cui)性(xing)斷(duan)裂，應力(li)腐(fu)蝕的宏(hong)觀(guan)斷(duan)口常(chang)有(you)放射(she)花樣(yang)或人字紋。


2. 應(ying)力腐蝕的微觀形態特征


  應(ying)(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)斷口的(de)(de)(de)微觀特征比較復雜，它與(yu)鋼(gang)的(de)(de)(de)成分、熱處理、環(huan)境(jing)條件、應(ying)(ying)(ying)力(li)狀態(tai)、晶(jing)體結構以及力(li)學性能等(deng)有(you)關。金(jin)(jin)屬材料發(fa)生應(ying)(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)時(shi)，僅在(zai)局(ju)部地區出現由表及里的(de)(de)(de)腐蝕(shi)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)，其裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)形態(tai)主要有(you)穿晶(jing)型(xing)、晶(jing)界(jie)型(xing)和混合型(xing)三種。不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬－環(huan)境(jing)體系，將(jiang)出現不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)形態(tai)。例如，軟鋼(gang)、銅(tong)合金(jin)(jin)、鎳(nie)合金(jin)(jin)多半(ban)顯晶(jing)界(jie)型(xing)，奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)多半(ban)顯穿晶(jing)型(xing)，而鈦合金(jin)(jin)多半(ban)顯混合型(xing)。不(bu)論(lun)表現形式如何，裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)共同(tong)特點是在(zai)主干裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)延伸的(de)(de)(de)同(tong)時(shi)還有(you)若干分支同(tong)時(shi)發(fa)展，裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)出在(zai)與(yu)最大(da)應(ying)(ying)(ying)力(li)垂(chui)直的(de)(de)(de)平面上，其破裂(lie)(lie)(lie)(lie)斷口顯現出脆性斷裂(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)特征。