金屬及其合金的香蕉視頻app下載蘋果版:應力腐蝕開裂已被廣泛研究，研究應力腐蝕的最基本問題是探索裂紋起源、擴展的原因和過程。目前，已經在研究裂紋尖端化學和電化學狀態、應力強度與裂紋擴展速率的關系、氫在裂紋擴展中的地位、應力和應變速率的作用等方面取得了很大進展。已經提出的應力腐蝕開裂機理有陽極溶解型機理和氫致開裂型機理兩大類。在這兩類機理的基礎上又發展了表面膜破裂理論、活性通道理論、應力吸附開裂理論、腐蝕產物楔人理論、閉塞電池理論、以機械開裂為主的兩段論及開裂三階段理論等。應力腐蝕是一個非常復雜的問題，裂紋只是其形式的一種，造成裂紋的原因和裂紋進展過程在不同條件下也不同，所以很多時候不能只用一種理論來解釋。以下將簡要介紹應力腐蝕的相關機理。
1. 陽極溶解機(ji)理
陽極溶解理論是由T.P.Hoar和 J.G.Hines提出的。本理論認為，在應力和腐蝕的聯合作用下，局部位置上產生了微裂紋。這時金屬的整個表面是陰極區，裂紋的側面和尖端組成了陽極區，產生了大陰極、小陽極的電化學腐蝕。應力腐蝕是由裂紋尖端的快速陽極溶解所引起的，裂紋的側面由于有表面膜等，使得側面方向上的溶解受到了抑制，從而比裂紋尖端處的溶解速率要小得多，這就保證裂紋能像剪刀似地向前擴展。這種理論最適用于自鈍化金屬。由于裂紋兩側受到鈍化膜保護，更顯示出裂紋尖端的快速溶解，隨著裂紋向前推進，裂紋兩側的金屬將重新發生鈍化（即再鈍化），因此這種理論與膜的再鈍化過程有密切聯系。如果再鈍化太快，就不會產生裂縫的進一步腐蝕；如果再鈍化太慢，裂縫尖部將變圓而形成活性較低的蝕孔。只有當裂縫中鈍化膜破裂和再鈍化過程處于某種同步條件下才能使裂紋向縱深發展，可以設想有一個使裂縫進展狹小的再鈍化時間的范圍。陽極溶解理論是傳統的應力腐蝕機理，關于它的研究比較多。
2. 氫致開裂機理
近年來，應力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)吸氫(qing)脆(cui)變理論研究取得(de)了(le)較大的(de)進(jin)展(zhan)。該理論認(ren)為，由(you)于腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)陰極反(fan)應產生(sheng)氫(qing)，氫(qing)原子擴散到裂縫(feng)尖端金屬(shu)內(nei)部，使(shi)這一(yi)區域變脆(cui)，在(zai)拉應力(li)作(zuo)用(yong)下脆(cui)斷(duan)(duan)。此理論幾乎一(yi)致的(de)意見是：在(zai)應力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)破裂中(zhong)(zhong)，氫(qing)起了(le)重(zhong)要的(de)作(zuo)用(yong)。由(you)于海洋(yang)(yang)結(jie)構(gou)(gou)用(yong)鋼(gang)(gang)在(zai)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)很強的(de)海洋(yang)(yang)大氣環境中(zhong)(zhong)，在(zai)金屬(shu)表(biao)面(mian)容(rong)(rong)易(yi)發生(sheng)陰極析氫(qing)反(fan)應，造成氫(qing)在(zai)鋼(gang)(gang)鐵(tie)表(biao)面(mian)的(de)吸附及向(xiang)內(nei)部的(de)擴散，使(shi)鋼(gang)(gang)鐵(tie)結(jie)構(gou)(gou)脆(cui)變；同時，在(zai)交變載(zai)荷(he)作(zuo)用(yong)下，鋼(gang)(gang)鐵(tie)結(jie)構(gou)(gou)很容(rong)(rong)易(yi)發生(sheng)由(you)氫(qing)脆(cui)造成的(de)斷(duan)(duan)裂，危害巨大，氫(qing)致開裂的(de)具體(ti)機(ji)理將在(zai)以后重(zhong)點介紹。
3. 表面(mian)膜破裂機理(li)
在(zai)腐(fu)蝕介(jie)質中，金(jin)屬表(biao)面(mian)形(xing)成(cheng)(cheng)具有保護能力(li)的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)膜(mo)(mo)，此膜(mo)(mo)在(zai)應(ying)(ying)力(li)作用下(xia)引起破(po)壞(huai)或減弱，結果暴(bao)露出新鮮表(biao)面(mian)。此新鮮表(biao)面(mian)在(zai)電(dian)解質溶(rong)液中成(cheng)(cheng)為陽極，它與陰極具有表(biao)面(mian)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)金(jin)屬其(qi)余表(biao)面(mian)組成(cheng)(cheng)一個大面(mian)積陰極和小面(mian)積陽極的(de)(de)(de)腐(fu)蝕電(dian)池；陽極部位產生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)坑蝕，進而萌生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)裂紋。表(biao)面(mian)膜(mo)(mo)破(po)裂是由多種因素(su)造成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)，如機械損傷(shang)。在(zai)應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)(de)作用下(xia)表(biao)面(mian)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)破(po)壞(huai)可以用滑(hua)移階梯(ti)來解釋。金(jin)屬在(zai)應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)(de)作用下(xia)產生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)塑性變形(xing)就是金(jin)屬中的(de)(de)(de)位錯沿滑(hua)移面(mian)的(de)(de)(de)運動，結果在(zai)表(biao)面(mian)匯合處出現滑(hua)移階梯(ti)，如果表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)保護膜(mo)(mo)不能隨著(zhu)階梯(ti)發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)相(xiang)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)變化，表(biao)面(mian)膜(mo)(mo)就要被破(po)壞(huai)。
4. 活(huo)性通道理論
活(huo)性(xing)通(tong)(tong)道(dao)(dao)理論是由(you)迪克斯(si)、米爾斯(si)和(he)布朗等(deng)人最先提(ti)出(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)，他們認(ren)為，在發(fa)(fa)生應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)開裂的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬或(huo)合(he)金(jin)(jin)中存在著一(yi)條(tiao)易(yi)于(yu)腐蝕(shi)(shi)、基本(ben)上(shang)是連續(xu)的(de)(de)(de)(de)通(tong)(tong)道(dao)(dao)，沿著這條(tiao)活(huo)性(xing)通(tong)(tong)道(dao)(dao)優先發(fa)(fa)生陽極溶解。活(huo)性(xing)通(tong)(tong)道(dao)(dao)可由(you)以(yi)下(xia)一(yi)些不同(tong)的(de)(de)(de)(de)原因構(gou)成(cheng)：①. 合(he)金(jin)(jin)成(cheng)分和(he)顯微結構(gou)上(shang)的(de)(de)(de)(de)差異，如(ru)多相(xiang)合(he)金(jin)(jin)和(he)晶(jing)界的(de)(de)(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)物等(deng)；②. 溶質原子(zi)可能析(xi)出(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)高度無序晶(jing)界或(huo)亞晶(jing)界；③. 由(you)于(yu)局(ju)部(bu)應(ying)力(li)集中及由(you)此產(chan)生的(de)(de)(de)(de)應(ying)變引起(qi)的(de)(de)(de)(de)陽極晶(jing)界面(mian)；④. 由(you)于(yu)應(ying)變引起(qi)表面(mian)膜的(de)(de)(de)(de)局(ju)部(bu)破裂；⑤. 由(you)于(yu)塑性(xing)變形引起(qi)的(de)(de)(de)(de)陽極區(qu)等(deng)。在腐蝕(shi)(shi)環境(jing)中，當活(huo)性(xing)通(tong)(tong)道(dao)(dao)與周(zhou)圍的(de)(de)(de)(de)主體金(jin)(jin)屬建立起(qi)腐蝕(shi)(shi)電池時(shi)，電化學腐蝕(shi)(shi)就沿著這條(tiao)路線進行。
局部(bu)電化學溶解將形(xing)成(cheng)很窄的(de)裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)，而外(wai)加應(ying)力(li)使(shi)裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)頂端應(ying)力(li)集中產(chan)生局部(bu)塑性(xing)變形(xing)，然后引(yin)起(qi)表(biao)面(mian)膜(mo)(mo)撕裂(lie)(lie)。裸露的(de)金(jin)屬(shu)成(cheng)為(wei)新的(de)陽極，而裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)兩側仍有表(biao)面(mian)膜(mo)(mo)保護(hu)，與(yu)金(jin)屬(shu)外(wai)表(biao)面(mian)共同起(qi)陰極作用(yong)。電解液靠毛細管作用(yong)滲人到裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)尖(jian)端，使(shi)其(qi)在(zai)高電流密度下發生加速(su)的(de)陽極活性(xing)溶解。隨(sui)著(zhu)反(fan)應(ying)進行，裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)尖(jian)端的(de)電解質發生濃度變化，產(chan)生極化作用(yong)和表(biao)面(mian)膜(mo)(mo)的(de)再生，腐(fu)蝕速(su)率迅速(su)下降。重復(fu)緩(huan)慢的(de)活性(xing)通道腐(fu)蝕，直到裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)尖(jian)端重新建立(li)起(qi)足夠大(da)的(de)應(ying)力(li)集中，再次(ci)引(yin)起(qi)變形(xing)和裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)產(chan)生。這個過(guo)程(cheng)不斷重復(fu)，直到裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)深人到金(jin)屬(shu)內部(bu)，使(shi)金(jin)屬(shu)斷面(mian)減(jian)小到不足以(yi)承受載荷斷裂(lie)(lie)。
活性(xing)(xing)通道(dao)假(jia)說強(qiang)調(diao)了(le)應(ying)力(li)作(zuo)用(yong)下表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)膜(mo)的(de)(de)(de)破(po)裂(lie)(lie)(lie)與(yu)電化(hua)學(xue)活性(xing)(xing)溶解的(de)(de)(de)聯(lian)合(he)作(zuo)用(yong)。因此，這個(ge)理論(lun)提出了(le)發生(sheng)(sheng)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)開裂(lie)(lie)(lie)必(bi)須具備的(de)(de)(de)兩個(ge)基本(ben)條(tiao)(tiao)件：一(yi)是(shi)(shi)合(he)金(jin)(jin)中(zhong)(zhong)(zhong)預(yu)先要(yao)(yao)(yao)(yao)存在(zai)(zai)(zai)一(yi)條(tiao)(tiao)對腐(fu)(fu)蝕(shi)敏感的(de)(de)(de)、多少帶有連(lian)續性(xing)(xing)的(de)(de)(de)通道(dao)，這條(tiao)(tiao)通道(dao)在(zai)(zai)(zai)特定的(de)(de)(de)環(huan)境介質中(zhong)(zhong)(zhong)對于(yu)周圍組(zu)織是(shi)(shi)腐(fu)(fu)蝕(shi)電池的(de)(de)(de)陽極(ji)；二是(shi)(shi)合(he)金(jin)(jin)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)上要(yao)(yao)(yao)(yao)有足夠大(da)的(de)(de)(de)基本(ben)上是(shi)(shi)垂(chui)直于(yu)通道(dao)的(de)(de)(de)張應(ying)力(li)，在(zai)(zai)(zai)該張應(ying)力(li)作(zuo)用(yong)下裂(lie)(lie)(lie)縫尖端出現應(ying)力(li)集中(zhong)(zhong)(zhong)區(qu)，促(cu)使表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)膜(mo)破(po)裂(lie)(lie)(lie)。在(zai)(zai)(zai)平面(mian)(mian)(mian)排(pai)列的(de)(de)(de)位錯露(lu)頭(tou)處(chu)，或新形成(cheng)的(de)(de)(de)滑移臺階處(chu)，處(chu)于(yu)高應(ying)變(bian)狀態(tai)的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)原子(zi)發生(sheng)(sheng)擇優腐(fu)(fu)蝕(shi)，沿位錯線向(xiang)縱深發展，形成(cheng)隧(sui)洞。在(zai)(zai)(zai)應(ying)力(li)作(zuo)用(yong)下，隧(sui)洞間的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)產生(sheng)(sheng)機(ji)械(xie)撕裂(lie)(lie)(lie)。當機(ji)械(xie)撕裂(lie)(lie)(lie)停止后，又重新開始(shi)隧(sui)道(dao)腐(fu)(fu)蝕(shi)，此過程的(de)(de)(de)反復發生(sheng)(sheng)導致(zhi)裂(lie)(lie)(lie)紋的(de)(de)(de)不(bu)斷擴展，直到金(jin)(jin)屬(shu)(shu)不(bu)能(neng)(neng)承受載(zai)(zai)荷而發生(sheng)(sheng)過載(zai)(zai)斷裂(lie)(lie)(lie)。此模型雖然有一(yi)定的(de)(de)(de)實驗(yan)基礎(chu)，但屬(shu)(shu)于(yu)一(yi)種(zhong)伴生(sheng)(sheng)現象，并非是(shi)(shi)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)必(bi)要(yao)(yao)(yao)(yao)條(tiao)(tiao)件，不(bu)能(neng)(neng)成(cheng)為應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)主要(yao)(yao)(yao)(yao)機(ji)理。
5. 應力吸(xi)附開裂(lie)理論
上述幾種理(li)論(lun)都(dou)包含電(dian)(dian)化(hua)學(xue)過程，但是應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)過程的(de)一些現象(xiang)(xiang)，如腐(fu)(fu)蝕(shi)介質(zhi)的(de)選擇(ze)性、破裂臨界電(dian)(dian)位與腐(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)位的(de)關系等，用電(dian)(dian)化(hua)學(xue)理(li)論(lun)不(bu)能(neng)圓滿解釋。為(wei)此，尤利(li)格提出應力(li)(li)吸附破裂理(li)論(lun)。他認為(wei)，應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)開裂一般并(bing)不(bu)是由(you)(you)于金屬(shu)的(de)電(dian)(dian)化(hua)學(xue)溶解所(suo)引起的(de)，而(er)是由(you)(you)于環境中某些破壞性組(zu)分對金屬(shu)內表面的(de)吸附，削弱了金屬(shu)原子(zi)間(jian)的(de)結(jie)合力(li)(li)，在(zai)拉應力(li)(li)作用下(xia)引起破裂。這是一種純(chun)機(ji)械性破裂機(ji)理(li)。此模型(xing)為(wei)純(chun)機(ji)械開裂模型(xing)，該模型(xing)得(de)到(dao)的(de)最(zui)大支(zhi)持是許多純(chun)金屬(shu)和合金在(zai)液態金屬(shu)中的(de)脆斷(duan)。吸附使金屬(shu)表面能(neng)降低，降低得(de)越(yue)多，應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)敏感性越(yue)高，但有(you)的(de)現象(xiang)(xiang)卻(que)是相反的(de)，缺(que)乏廣泛的(de)實驗支(zhi)持，在(zai)水(shui)介質(zhi)的(de)應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)理(li)論(lun)中所(suo)占的(de)比(bi)例(li)不(bu)大。
6. 腐(fu)蝕產(chan)物(wu)楔入理(li)論
腐(fu)蝕(shi)產(chan)物楔入理論是由N.Nielsen首先提(ti)出的(de)，他認(ren)為，腐(fu)蝕(shi)產(chan)物沉(chen)積(ji)在裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)尖端后(hou)面的(de)陰極(ji)區。這(zhe)種腐(fu)蝕(shi)產(chan)物有舌(she)(she)狀、扇狀等。在未加(jia)(jia)應力(li)(li)時，腐(fu)蝕(shi)產(chan)物雜亂分(fen)布；加(jia)(jia)應力(li)(li)后(hou)，不僅(jin)使腐(fu)蝕(shi)產(chan)物沿(yan)晶體缺(que)陷，特別是沿(yan)位錯線排(pai)列，而且舌(she)(she)狀、扇狀等也發(fa)展得(de)(de)更突(tu)出。腐(fu)蝕(shi)產(chan)物的(de)沉(chen)積(ji)對裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)起(qi)(qi)了楔子(zi)作用，產(chan)生(sheng)了應力(li)(li)。當沉(chen)積(ji)物造成的(de)應力(li)(li)達(da)到臨界(jie)值后(hou)，裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)向前(qian)(qian)擴展，新產(chan)生(sheng)的(de)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)內吸人了電(dian)解質溶液，使得(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)尖端陽極(ji)溶解繼續進行，這(zhe)就產(chan)生(sheng)了更多的(de)可溶性金屬離子(zi)，這(zhe)些離子(zi)擴散(san)至(zhi)陰極(ji)區并(bing)生(sheng)成氧化物和氫氧化物等沉(chen)積(ji)下來(lai)，因此而產(chan)生(sheng)的(de)應力(li)(li)又引(yin)起(qi)(qi)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)向前(qian)(qian)擴展，如(ru)此反復(fu)，直至(zhi)開裂(lie)(lie)(lie)(lie)。
7. 閉塞(sai)電(dian)池理論
閉(bi)(bi)塞電池理論(lun)（Occluded Cell Corrosion)認為(wei)，由于(yu)金(jin)屬表面某些(xie)(xie)選擇性(xing)腐蝕(shi)的(de)結(jie)果，或者由于(yu)某些(xie)(xie)特殊的(de)幾何形狀(zhuang)，使(shi)電解液中這些(xie)(xie)部(bu)位(wei)的(de)流(liu)動性(xing)受(shou)到限制，造成(cheng)這些(xie)(xie)部(bu)位(wei)的(de)液體化學成(cheng)分與整體化學成(cheng)分有很大差異(yi)，從而降低了(le)(le)這些(xie)(xie)部(bu)位(wei)的(de)電位(wei)，加速(su)(su)該區域的(de)局部(bu)腐蝕(shi)，形成(cheng)空洞，這些(xie)(xie)空洞就(jiu)是(shi)所謂的(de)閉(bi)(bi)塞電池。閉(bi)(bi)塞電池內，陽(yang)極反應的(de)結(jie)果使(shi)酸(suan)度增加，從而加速(su)(su)了(le)(le)孔蝕(shi)的(de)速(su)(su)率，在(zai)應力(li)的(de)作(zuo)用下(xia)孔蝕(shi)可擴(kuo)展為(wei)裂紋。
8. 以機(ji)械開裂(lie)為(wei)主的兩段論
以機械開(kai)裂為主的兩段論認為：應力腐蝕首先由于電化學的腐蝕作用形成(cheng)裂紋源，然后在應力的作用下迅速擴展(zhan)(zhan)而(er)開(kai)裂。當裂紋擴展(zhan)(zhan)遇到析出物(wu)或不規則(ze)取向(xiang)晶粒(li)時而(er)停止，然后再進行電化學腐蝕，這樣交替進行，直至開(kai)裂。
9. 開裂三段(duan)論(lun)理論(lun)
左景伊(yi)提(ti)出開裂三階段理論，其(qi)要點是(shi)(shi)解釋所謂(wei)的(de)特性離子作用。這三個階段是(shi)(shi)：材料表面(mian)生(sheng)(sheng)成鈍化膜或保護(hu)膜，全(quan)面(mian)腐蝕(shi)速(su)率比較低(di)，使腐蝕(shi)只發生(sheng)(sheng)在(zai)局部(bu)區域；保護(hu)膜局部(bu)破裂，形(xing)成孔蝕(shi)或裂紋源(yuan)；縫內環(huan)境發生(sheng)(sheng)關鍵性的(de)變化，裂縫向縱深發展(zhan)，而不是(shi)(shi)在(zai)表面(mian)徑向擴散。
