應(ying)力腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)主要影響(xiang)因(yin)(yin)素(su)可以(yi)分為以(yi)下(xia)三種:①. 合金(jin)成分及(ji)有關的(de)(de)冶金(jin)因(yin)(yin)素(su);②. 力學(xue)因(yin)(yin)素(su);③. 環(huan)(huan)境(jing)因(yin)(yin)素(su)。這(zhe)三者的(de)(de)組合構成了龐(pang)大的(de)(de)合金(jin)-環(huan)(huan)境(jing)系統。圖1.2表示了產生應(ying)力腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)三個基本(ben)條件(jian)-材料因(yin)(yin)素(su)、環(huan)(huan)境(jing)因(yin)(yin)素(su)和力學(xue)因(yin)(yin)素(su)之間的(de)(de)關系,即應(ying)力腐(fu)蝕(shi)是上述三個基本(ben)條件(jian)的(de)(de)交集。
1. 合金(jin)成分及有關的冶(ye)金(jin)因素
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(fu)蝕(shi)抗力明顯下降。氮對不銹鋼(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。
熱處理對碳鋼(gang)(gang)(gang)的(de)應力(li)腐(fu)蝕敏感(gan)性影響很大(da),一(yi)般都認為熱處理將直(zhi)接影響到(dao)到(dao)碳鋼(gang)(gang)(gang)的(de)顯微(wei)組織,最(zui)后導致碳鋼(gang)(gang)(gang)具(ju)有不同的(de)強度(du)水平。對于HE型(xing)應力(li)腐(fu)蝕而(er)言,回火的(de)溫(wen)(wen)度(du)越(yue)(yue)低(di),碳鋼(gang)(gang)(gang)對應力(li)腐(fu)蝕的(de)敏感(gan)性就越(yue)(yue)大(da)。對陽極溶(rong)解型(xing)的(de)應力(li)腐(fu)蝕開裂而(er)言,鋼(gang)(gang)(gang)奧(ao)氏(shi)體化的(de)溫(wen)(wen)度(du)影響也很大(da)。低(di)碳鋼(gang)(gang)(gang)奧(ao)氏(shi)體化溫(wen)(wen)度(du)越(yue)(yue)高,應力(li)腐(fu)蝕敏感(gan)性也越(yue)(yue)大(da);冷卻速度(du)越(yue)(yue)慢(man),則應力(li)腐(fu)蝕敏感(gan)性越(yue)(yue)小。
2. 環境因素的影響(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(de)影響
拉應(ying)力(li)(li)(li)的方(fang)向與晶(jing)粒方(fang)向之間的關系對合(he)(he)金(jin)的應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕也(ye)有很(hen)大影響。橫(heng)向受(shou)力(li)(li)(li)比縱向受(shou)力(li)(li)(li)苛刻,而(er)縱向受(shou)力(li)(li)(li)又比橫(heng)向受(shou)力(li)(li)(li)苛刻。合(he)(he)金(jin)構(gou)件所受(shou)的應(ying)力(li)(li)(li)低于臨界應(ying)力(li)(li)(li)時,發生(sheng)應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕的概率就極小。影響應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕的因(yin)素(su)很(hen)多,也(ye)很(hen)復雜,這些因(yin)素(su)并不(bu)是(shi)(shi)孤立的存在(zai),而(er)是(shi)(shi)相互影響,因(yin)此如(ru)果(guo)想要采取有效措施(shi)減緩或抑制(zhi)應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕,確保化(hua)工設(she)備、管道和海洋設(she)施(shi)等安全正常運(yun)行(xing)(xing),就要對應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕機理(li)進(jin)行(xing)(xing)深入的了(le)解(jie)。