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(ji)溶解(jie)機理
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(jin)年來，應力腐蝕的(de)(de)吸氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)變理論研究取得了(le)較大的(de)(de)進展。該理論認為，由(you)于(yu)腐蝕的(de)(de)陰極反(fan)應產生(sheng)氫(qing)(qing)，氫(qing)(qing)原子擴散到(dao)裂縫尖端金(jin)屬(shu)內(nei)(nei)部，使這一(yi)區(qu)域(yu)變脆(cui)(cui)，在(zai)拉應力作用(yong)(yong)(yong)下脆(cui)(cui)斷(duan)。此(ci)理論幾乎一(yi)致(zhi)的(de)(de)意見是：在(zai)應力腐蝕破裂中，氫(qing)(qing)起(qi)了(le)重要的(de)(de)作用(yong)(yong)(yong)。由(you)于(yu)海(hai)洋(yang)(yang)結構用(yong)(yong)(yong)鋼(gang)在(zai)腐蝕很(hen)強的(de)(de)海(hai)洋(yang)(yang)大氣環(huan)境中，在(zai)金(jin)屬(shu)表面(mian)容(rong)易(yi)發生(sheng)陰極析氫(qing)(qing)反(fan)應，造成氫(qing)(qing)在(zai)鋼(gang)鐵表面(mian)的(de)(de)吸附(fu)及向(xiang)內(nei)(nei)部的(de)(de)擴散，使鋼(gang)鐵結構脆(cui)(cui)變；同(tong)時，在(zai)交變載荷作用(yong)(yong)(yong)下，鋼(gang)鐵結構很(hen)容(rong)易(yi)發生(sheng)由(you)氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)造成的(de)(de)斷(duan)裂，危害巨大，氫(qing)(qing)致(zhi)開裂的(de)(de)具體機理將在(zai)以后(hou)重點(dian)介(jie)紹(shao)。
3. 表面膜破裂機理
在(zai)腐蝕介質中(zhong)，金(jin)屬(shu)表(biao)面(mian)(mian)形(xing)成(cheng)具(ju)(ju)有保(bao)護(hu)(hu)能(neng)力的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)膜(mo)(mo)，此膜(mo)(mo)在(zai)應(ying)力作用(yong)(yong)下(xia)引起破壞或減弱(ruo)，結果(guo)暴露出新鮮表(biao)面(mian)(mian)。此新鮮表(biao)面(mian)(mian)在(zai)電解質溶液中(zhong)成(cheng)為陽極(ji)(ji)，它與陰(yin)極(ji)(ji)具(ju)(ju)有表(biao)面(mian)(mian)膜(mo)(mo)的(de)(de)金(jin)屬(shu)其(qi)余表(biao)面(mian)(mian)組(zu)成(cheng)一個大(da)面(mian)(mian)積陰(yin)極(ji)(ji)和小面(mian)(mian)積陽極(ji)(ji)的(de)(de)腐蝕電池；陽極(ji)(ji)部位產(chan)生坑蝕，進而萌生裂紋。表(biao)面(mian)(mian)膜(mo)(mo)破裂是(shi)由(you)多種因(yin)素(su)造成(cheng)的(de)(de)，如機械損傷。在(zai)應(ying)力的(de)(de)作用(yong)(yong)下(xia)表(biao)面(mian)(mian)膜(mo)(mo)的(de)(de)破壞可(ke)以用(yong)(yong)滑(hua)移階(jie)梯(ti)來解釋。金(jin)屬(shu)在(zai)應(ying)力的(de)(de)作用(yong)(yong)下(xia)產(chan)生塑性變(bian)形(xing)就是(shi)金(jin)屬(shu)中(zhong)的(de)(de)位錯沿(yan)滑(hua)移面(mian)(mian)的(de)(de)運動，結果(guo)在(zai)表(biao)面(mian)(mian)匯(hui)合(he)處(chu)出現(xian)滑(hua)移階(jie)梯(ti)，如果(guo)表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)保(bao)護(hu)(hu)膜(mo)(mo)不能(neng)隨著階(jie)梯(ti)發生相應(ying)的(de)(de)變(bian)化(hua)，表(biao)面(mian)(mian)膜(mo)(mo)就要被破壞。
4. 活性通道理(li)論
活性(xing)(xing)通(tong)(tong)(tong)道(dao)理(li)論是(shi)由(you)(you)迪克斯、米爾(er)斯和(he)(he)布朗等人最先提出(chu)的(de)(de)(de)(de)，他們認為，在發生(sheng)應力腐蝕(shi)開裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬或(huo)(huo)合(he)金(jin)(jin)(jin)中(zhong)(zhong)存在著(zhu)一(yi)條易于(yu)腐蝕(shi)、基本上是(shi)連續的(de)(de)(de)(de)通(tong)(tong)(tong)道(dao)，沿著(zhu)這(zhe)條活性(xing)(xing)通(tong)(tong)(tong)道(dao)優先發生(sheng)陽(yang)極溶解。活性(xing)(xing)通(tong)(tong)(tong)道(dao)可由(you)(you)以下一(yi)些(xie)不同的(de)(de)(de)(de)原因構(gou)成：①. 合(he)金(jin)(jin)(jin)成分(fen)和(he)(he)顯微結構(gou)上的(de)(de)(de)(de)差異，如多相合(he)金(jin)(jin)(jin)和(he)(he)晶界(jie)的(de)(de)(de)(de)析(xi)出(chu)物等；②. 溶質原子可能析(xi)出(chu)的(de)(de)(de)(de)高度無序(xu)晶界(jie)或(huo)(huo)亞晶界(jie)；③. 由(you)(you)于(yu)局(ju)部(bu)應力集中(zhong)(zhong)及由(you)(you)此產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)應變(bian)引起(qi)的(de)(de)(de)(de)陽(yang)極晶界(jie)面(mian)；④. 由(you)(you)于(yu)應變(bian)引起(qi)表面(mian)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)局(ju)部(bu)破(po)裂(lie)(lie)；⑤. 由(you)(you)于(yu)塑性(xing)(xing)變(bian)形引起(qi)的(de)(de)(de)(de)陽(yang)極區等。在腐蝕(shi)環境中(zhong)(zhong)，當活性(xing)(xing)通(tong)(tong)(tong)道(dao)與周圍的(de)(de)(de)(de)主體金(jin)(jin)(jin)屬建立起(qi)腐蝕(shi)電池時，電化學(xue)腐蝕(shi)就(jiu)沿著(zhu)這(zhe)條路線進行。
局部電化(hua)(hua)學溶解將形成很窄(zhai)的(de)(de)裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)，而外加(jia)(jia)應(ying)力(li)使(shi)裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)頂端(duan)應(ying)力(li)集(ji)中產生(sheng)(sheng)局部塑性變(bian)形，然后引起(qi)表面(mian)(mian)膜撕裂(lie)(lie)。裸露的(de)(de)金屬成為(wei)新的(de)(de)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)，而裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)兩側仍有表面(mian)(mian)膜保護，與金屬外表面(mian)(mian)共同起(qi)陰極(ji)(ji)(ji)作用。電解液靠毛細管作用滲人到(dao)裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)尖(jian)(jian)(jian)端(duan)，使(shi)其在高電流密(mi)度(du)下發(fa)生(sheng)(sheng)加(jia)(jia)速(su)的(de)(de)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)活(huo)性溶解。隨著反應(ying)進行，裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)尖(jian)(jian)(jian)端(duan)的(de)(de)電解質(zhi)發(fa)生(sheng)(sheng)濃度(du)變(bian)化(hua)(hua)，產生(sheng)(sheng)極(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)作用和(he)表面(mian)(mian)膜的(de)(de)再生(sheng)(sheng)，腐蝕(shi)速(su)率迅速(su)下降(jiang)。重復(fu)緩(huan)慢的(de)(de)活(huo)性通道腐蝕(shi)，直(zhi)到(dao)裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)尖(jian)(jian)(jian)端(duan)重新建立起(qi)足夠大的(de)(de)應(ying)力(li)集(ji)中，再次引起(qi)變(bian)形和(he)裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)產生(sheng)(sheng)。這個過程(cheng)不(bu)斷(duan)重復(fu)，直(zhi)到(dao)裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)深人到(dao)金屬內部，使(shi)金屬斷(duan)面(mian)(mian)減小到(dao)不(bu)足以(yi)承受載荷斷(duan)裂(lie)(lie)。
活性(xing)(xing)通(tong)道(dao)假說(shuo)強(qiang)調了(le)(le)應(ying)(ying)力(li)作用下表(biao)面膜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)破(po)裂(lie)與電化學(xue)活性(xing)(xing)溶解(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)聯合(he)作用。因(yin)此(ci)(ci)，這個理(li)論提出了(le)(le)發生(sheng)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)開裂(lie)必須(xu)具備(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩個基(ji)本條(tiao)件：一(yi)(yi)(yi)是合(he)金(jin)(jin)中預先要存在(zai)一(yi)(yi)(yi)條(tiao)對腐(fu)蝕(shi)敏感的(de)(de)(de)(de)(de)(de)、多少帶有(you)連續性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)通(tong)道(dao)，這條(tiao)通(tong)道(dao)在(zai)特定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)境介質中對于周圍組織是腐(fu)蝕(shi)電池(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)陽極；二是合(he)金(jin)(jin)表(biao)面上要有(you)足夠大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)本上是垂直(zhi)于通(tong)道(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)張應(ying)(ying)力(li)，在(zai)該張應(ying)(ying)力(li)作用下裂(lie)縫尖(jian)端(duan)出現應(ying)(ying)力(li)集(ji)中區，促使表(biao)面膜破(po)裂(lie)。在(zai)平(ping)面排列的(de)(de)(de)(de)(de)(de)位錯露頭處(chu)，或新形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)滑移臺階處(chu)，處(chu)于高(gao)應(ying)(ying)變狀態的(de)(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)原子(zi)發生(sheng)擇優腐(fu)蝕(shi)，沿位錯線向縱深發展，形成(cheng)隧洞。在(zai)應(ying)(ying)力(li)作用下，隧洞間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)產(chan)生(sheng)機械撕裂(lie)。當機械撕裂(lie)停止后(hou)，又重新開始隧道(dao)腐(fu)蝕(shi)，此(ci)(ci)過程的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反復(fu)發生(sheng)導致裂(lie)紋的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不斷擴展，直(zhi)到金(jin)(jin)屬(shu)不能(neng)承(cheng)受載荷而發生(sheng)過載斷裂(lie)。此(ci)(ci)模型(xing)雖然(ran)有(you)一(yi)(yi)(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實驗基(ji)礎(chu)，但屬(shu)于一(yi)(yi)(yi)種伴生(sheng)現象，并非是應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)必要條(tiao)件，不能(neng)成(cheng)為應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要機理(li)。
5. 應力吸附(fu)開裂理(li)論
上述幾種理(li)論(lun)都(dou)包含電(dian)(dian)化學(xue)過程，但是應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)過程的(de)(de)一些現象(xiang)，如腐蝕(shi)介質的(de)(de)選擇(ze)性、破(po)裂(lie)臨界電(dian)(dian)位(wei)與腐蝕(shi)電(dian)(dian)位(wei)的(de)(de)關系等，用(yong)電(dian)(dian)化學(xue)理(li)論(lun)不能(neng)圓滿解釋。為(wei)此(ci)，尤利格提出應(ying)(ying)力(li)吸附破(po)裂(lie)理(li)論(lun)。他認為(wei)，應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)開(kai)裂(lie)一般(ban)并不是由于金屬的(de)(de)電(dian)(dian)化學(xue)溶解所引起的(de)(de)，而是由于環境(jing)中(zhong)某些破(po)壞性組(zu)分對金屬內表面(mian)(mian)的(de)(de)吸附，削(xue)弱了金屬原子(zi)間(jian)的(de)(de)結(jie)合力(li)，在(zai)拉(la)應(ying)(ying)力(li)作用(yong)下(xia)引起破(po)裂(lie)。這是一種純(chun)機(ji)械(xie)性破(po)裂(lie)機(ji)理(li)。此(ci)模型為(wei)純(chun)機(ji)械(xie)開(kai)裂(lie)模型，該模型得到的(de)(de)最(zui)大(da)支持是許多純(chun)金屬和合金在(zai)液態金屬中(zhong)的(de)(de)脆斷。吸附使(shi)金屬表面(mian)(mian)能(neng)降低，降低得越多，應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)敏感(gan)性越高(gao)，但有的(de)(de)現象(xiang)卻是相反的(de)(de)，缺乏廣(guang)泛(fan)的(de)(de)實驗支持，在(zai)水(shui)介質的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)理(li)論(lun)中(zhong)所占的(de)(de)比例不大(da)。
6. 腐蝕產物楔入(ru)理論
腐(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)楔入理論(lun)是(shi)由N.Nielsen首先提出的(de)(de)，他認(ren)為(wei)，腐(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)沉積在裂(lie)紋(wen)尖端后面的(de)(de)陰(yin)極區。這(zhe)種腐(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)有舌狀(zhuang)、扇狀(zhuang)等(deng)。在未(wei)加應力(li)時，腐(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)雜(za)亂分布；加應力(li)后，不僅(jin)使(shi)腐(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)沿晶(jing)體(ti)缺陷(xian)，特別是(shi)沿位(wei)錯線排(pai)列，而(er)且舌狀(zhuang)、扇狀(zhuang)等(deng)也發展(zhan)得更(geng)突出。腐(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)沉積對裂(lie)紋(wen)起了(le)楔子作用，產(chan)(chan)(chan)生了(le)應力(li)。當沉積物(wu)(wu)(wu)(wu)造(zao)成的(de)(de)應力(li)達到臨界值(zhi)后，裂(lie)紋(wen)向前擴(kuo)展(zhan)，新(xin)產(chan)(chan)(chan)生的(de)(de)裂(lie)紋(wen)內吸人了(le)電解質溶液，使(shi)得裂(lie)紋(wen)尖端陽(yang)極溶解繼續(xu)進行，這(zhe)就產(chan)(chan)(chan)生了(le)更(geng)多的(de)(de)可溶性金(jin)屬(shu)離(li)(li)子，這(zhe)些(xie)離(li)(li)子擴(kuo)散至陰(yin)極區并生成氧化物(wu)(wu)(wu)(wu)和氫氧化物(wu)(wu)(wu)(wu)等(deng)沉積下來，因此(ci)(ci)而(er)產(chan)(chan)(chan)生的(de)(de)應力(li)又引起裂(lie)紋(wen)向前擴(kuo)展(zhan)，如此(ci)(ci)反(fan)復(fu)，直至開裂(lie)。
7. 閉塞(sai)電池理論(lun)
閉(bi)塞(sai)電(dian)池(chi)理論（Occluded Cell Corrosion)認為，由于金屬表面(mian)某些(xie)選擇性(xing)腐(fu)蝕的(de)結果，或者由于某些(xie)特殊的(de)幾何形(xing)狀，使電(dian)解液中這些(xie)部(bu)位(wei)的(de)流動(dong)性(xing)受到(dao)限(xian)制，造成(cheng)這些(xie)部(bu)位(wei)的(de)液體化學成(cheng)分(fen)與整體化學成(cheng)分(fen)有很大差異，從而降低了(le)這些(xie)部(bu)位(wei)的(de)電(dian)位(wei)，加速該(gai)區(qu)域的(de)局部(bu)腐(fu)蝕，形(xing)成(cheng)空洞，這些(xie)空洞就是所(suo)謂的(de)閉(bi)塞(sai)電(dian)池(chi)。閉(bi)塞(sai)電(dian)池(chi)內，陽極反應(ying)的(de)結果使酸度增加，從而加速了(le)孔蝕的(de)速率，在應(ying)力(li)的(de)作用下孔蝕可(ke)擴展為裂(lie)紋。
8. 以機械開裂為(wei)主(zhu)的(de)兩段(duan)論(lun)
以機(ji)械開(kai)(kai)裂為主的兩段(duan)論(lun)認為：應(ying)力腐(fu)蝕首先由于電(dian)化學的腐(fu)蝕作(zuo)(zuo)用(yong)形成(cheng)裂紋源，然(ran)后在(zai)應(ying)力的作(zuo)(zuo)用(yong)下迅速擴展(zhan)而開(kai)(kai)裂。當裂紋擴展(zhan)遇到析出物或不規則(ze)取(qu)向晶粒時而停止(zhi)，然(ran)后再進行(xing)電(dian)化學腐(fu)蝕，這樣交替進行(xing)，直至開(kai)(kai)裂。
9. 開裂三段論理(li)論
左景伊提出開裂三階段(duan)理論，其要點是(shi)解(jie)釋所謂的(de)特性離子(zi)作用。這三個(ge)階段(duan)是(shi)：材料表(biao)面(mian)生成(cheng)鈍化(hua)(hua)膜(mo)或保護膜(mo)，全面(mian)腐(fu)(fu)蝕(shi)速率比(bi)較低，使腐(fu)(fu)蝕(shi)只發生在局部區域(yu)；保護膜(mo)局部破(po)裂，形成(cheng)孔蝕(shi)或裂紋源；縫內環境(jing)發生關鍵(jian)性的(de)變化(hua)(hua)，裂縫向縱深(shen)發展，而不是(shi)在表(biao)面(mian)徑(jing)向擴散。
