應力腐(fu)蝕(shi)的(de)主要影響因(yin)素(su)(su)可(ke)以分為以下三(san)(san)種:①. 合(he)(he)金成分及(ji)有(you)關的(de)冶金因(yin)素(su)(su);②. 力學(xue)因(yin)素(su)(su);③. 環境因(yin)素(su)(su)。這三(san)(san)者的(de)組合(he)(he)構(gou)成了龐大的(de)合(he)(he)金-環境系統。圖1.2表(biao)示了產生應力腐(fu)蝕(shi)的(de)三(san)(san)個基(ji)本條件(jian)-材(cai)料(liao)因(yin)素(su)(su)、環境因(yin)素(su)(su)和力學(xue)因(yin)素(su)(su)之間(jian)的(de)關系,即(ji)應力腐(fu)蝕(shi)是上述三(san)(san)個基(ji)本條件(jian)的(de)交集。
1. 合金成分及(ji)有(you)關的冶金因(yin)素
雜質元素對鋼的應力腐蝕敏感性影響很大。純鐵或低碳鋼中去除碳、氮后,在硝酸鹽中均不發生應力腐蝕。純鐵中含氮量達0.43%時,應力腐蝕(shi)抗力明顯下降。氮對不(bu)銹鋼(gang)有類似的有害作用。在Fe-20Cr-18Ni不銹鋼中含氮量大于30×10-6可使氯脆敏感性增加。大多數雜質元素是對合金應力腐蝕開裂抗力有害,因此,提高純度一般可改善其抗力。
熱處理對(dui)(dui)碳(tan)鋼的(de)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏感(gan)性影(ying)響很大,一般都認為熱處理將直接影(ying)響到到碳(tan)鋼的(de)顯微(wei)組織,最后導(dao)致碳(tan)鋼具(ju)有不(bu)同的(de)強度(du)水平。對(dui)(dui)于HE型應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)而言,回火(huo)的(de)溫(wen)度(du)越(yue)(yue)低,碳(tan)鋼對(dui)(dui)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)敏感(gan)性就越(yue)(yue)大。對(dui)(dui)陽極溶解型的(de)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)開裂而言,鋼奧(ao)氏體(ti)化(hua)的(de)溫(wen)度(du)影(ying)響也很大。低碳(tan)鋼奧(ao)氏體(ti)化(hua)溫(wen)度(du)越(yue)(yue)高,應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏感(gan)性也越(yue)(yue)大;冷(leng)卻(que)速(su)度(du)越(yue)(yue)慢,則應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏感(gan)性越(yue)(yue)小。
2. 環境因素的(de)影(ying)響(xiang)
在遇水可分解為酸性的氯化物溶液中均可能引起奧氏體不銹鋼的應力腐蝕,其影響程度為MgCl2>FeCl3>CaCl2>LiCl>NaCl。奧氏體不銹鋼的應力腐蝕多發生在50~300℃范圍內,氯化物的濃度上升,應力腐蝕的敏感性增大。大多數金屬都是在低于100℃的溫度下產生應力腐蝕的,不過金屬在開裂前都有一個最小溫度,這個溫度稱為開裂臨界溫度。高于此值時材料才發生應力腐蝕,低于此值時材料則不發生應力腐蝕。
溶液中的溶解氧對鋼的應力腐蝕行為影響也是很大的。例如,在高溫高濃度的MgCl2中,不銹鋼產生應力腐蝕不一定有氧的存在,而在熱水和高溫水中,溶解氧對應力腐蝕則起著決定性作用。一般認為,在只含微量氯離子的溶液中,沒有溶解氧要使Cr-Ni不銹鋼產生應力腐蝕幾乎是不可能的。隨著介質pH值的減小,H+濃度增加,應力腐蝕發生的概率也會增加。例如,在脫硫工段中,其介質中含有硫化氫、二氧化碳等,溶于水形成碳酸,釋出H+,降低環境的pH值,從而增大材料的應力腐蝕敏感性。電位對應力腐蝕裂紋擴展速率的影響也是明顯的,在臨界電位范圍內,裂紋擴展速率迅速加快。
3. 應力的影響
拉應(ying)力(li)(li)的(de)(de)方(fang)向與晶粒方(fang)向之(zhi)間(jian)的(de)(de)關系(xi)對合(he)金的(de)(de)應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)也(ye)有很(hen)大影(ying)響(xiang)(xiang)。橫向受(shou)力(li)(li)比縱向受(shou)力(li)(li)苛刻,而縱向受(shou)力(li)(li)又比橫向受(shou)力(li)(li)苛刻。合(he)金構件所受(shou)的(de)(de)應(ying)力(li)(li)低于臨(lin)界應(ying)力(li)(li)時(shi),發生應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)概(gai)率就極(ji)小(xiao)。影(ying)響(xiang)(xiang)應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)因(yin)素很(hen)多(duo),也(ye)很(hen)復雜(za),這些(xie)因(yin)素并不是(shi)孤(gu)立(li)的(de)(de)存在,而是(shi)相互影(ying)響(xiang)(xiang),因(yin)此(ci)如果想(xiang)要(yao)采(cai)取有效措施(shi)減緩或抑(yi)制應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi),確保化工設(she)備、管(guan)道(dao)和海洋設(she)施(shi)等安(an)全正常(chang)運行,就要(yao)對應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)機理進行深入的(de)(de)了解。