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(rong)解機理(li)
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(hua)（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(zhi)開裂(lie)機理
近年來，應(ying)力(li)腐蝕的(de)(de)吸氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)變(bian)理論研究取(qu)得了(le)較大(da)的(de)(de)進展。該理論認(ren)為，由(you)于腐蝕的(de)(de)陰極反應(ying)產生氫(qing)(qing)(qing)，氫(qing)(qing)(qing)原子(zi)擴(kuo)散到裂縫尖端(duan)金(jin)屬(shu)內(nei)部，使這一(yi)區域變(bian)脆(cui)(cui)(cui)，在(zai)拉應(ying)力(li)作用(yong)(yong)下(xia)脆(cui)(cui)(cui)斷。此(ci)理論幾(ji)乎一(yi)致(zhi)的(de)(de)意見是：在(zai)應(ying)力(li)腐蝕破裂中，氫(qing)(qing)(qing)起了(le)重(zhong)要(yao)的(de)(de)作用(yong)(yong)。由(you)于海洋結構(gou)用(yong)(yong)鋼(gang)在(zai)腐蝕很強的(de)(de)海洋大(da)氣環境(jing)中，在(zai)金(jin)屬(shu)表面容易(yi)發生陰極析氫(qing)(qing)(qing)反應(ying)，造成(cheng)(cheng)氫(qing)(qing)(qing)在(zai)鋼(gang)鐵(tie)表面的(de)(de)吸附及向內(nei)部的(de)(de)擴(kuo)散，使鋼(gang)鐵(tie)結構(gou)脆(cui)(cui)(cui)變(bian)；同時，在(zai)交變(bian)載(zai)荷作用(yong)(yong)下(xia)，鋼(gang)鐵(tie)結構(gou)很容易(yi)發生由(you)氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)造成(cheng)(cheng)的(de)(de)斷裂，危害巨(ju)大(da)，氫(qing)(qing)(qing)致(zhi)開裂的(de)(de)具體機(ji)理將(jiang)在(zai)以后重(zhong)點(dian)介(jie)紹(shao)。
3. 表(biao)面膜破(po)裂機理
在腐蝕介質(zhi)中(zhong)，金(jin)屬(shu)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)形(xing)成(cheng)具(ju)(ju)有保護能(neng)力的表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)膜(mo)(mo)，此膜(mo)(mo)在應(ying)力作(zuo)用(yong)下引起破(po)壞(huai)或減弱，結果暴(bao)露出(chu)新(xin)鮮(xian)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)。此新(xin)鮮(xian)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)在電解質(zhi)溶液中(zhong)成(cheng)為陽(yang)極，它與陰(yin)極具(ju)(ju)有表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)膜(mo)(mo)的金(jin)屬(shu)其余表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)組成(cheng)一個大面(mian)(mian)(mian)(mian)積陰(yin)極和小面(mian)(mian)(mian)(mian)積陽(yang)極的腐蝕電池；陽(yang)極部位產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)坑蝕，進而萌生(sheng)(sheng)(sheng)裂紋。表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)膜(mo)(mo)破(po)裂是由多種因素造成(cheng)的，如機械損傷。在應(ying)力的作(zuo)用(yong)下表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)膜(mo)(mo)的破(po)壞(huai)可(ke)以(yi)用(yong)滑(hua)移(yi)階(jie)梯來解釋。金(jin)屬(shu)在應(ying)力的作(zuo)用(yong)下產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)塑(su)性(xing)變(bian)形(xing)就是金(jin)屬(shu)中(zhong)的位錯(cuo)沿滑(hua)移(yi)面(mian)(mian)(mian)(mian)的運(yun)動，結果在表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)匯合處出(chu)現(xian)滑(hua)移(yi)階(jie)梯，如果表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)的保護膜(mo)(mo)不能(neng)隨著(zhu)階(jie)梯發生(sheng)(sheng)(sheng)相應(ying)的變(bian)化，表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)膜(mo)(mo)就要被破(po)壞(huai)。
4. 活性通道理論
活(huo)性(xing)(xing)(xing)通(tong)(tong)(tong)道(dao)理論是(shi)由(you)(you)(you)迪克斯、米(mi)爾(er)斯和(he)(he)布(bu)朗等人(ren)最(zui)先提(ti)出的(de)(de)(de)(de)，他(ta)們認為(wei)，在發生應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)開裂的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬或合金(jin)中(zhong)存在著一(yi)條(tiao)易于(yu)腐(fu)(fu)蝕(shi)、基本(ben)上(shang)是(shi)連續的(de)(de)(de)(de)通(tong)(tong)(tong)道(dao)，沿著這條(tiao)活(huo)性(xing)(xing)(xing)通(tong)(tong)(tong)道(dao)優先發生陽極溶(rong)解。活(huo)性(xing)(xing)(xing)通(tong)(tong)(tong)道(dao)可(ke)由(you)(you)(you)以下一(yi)些不同的(de)(de)(de)(de)原(yuan)因構成(cheng)：①. 合金(jin)成(cheng)分和(he)(he)顯微結構上(shang)的(de)(de)(de)(de)差異，如多相合金(jin)和(he)(he)晶(jing)界(jie)的(de)(de)(de)(de)析出物(wu)等；②. 溶(rong)質(zhi)原(yuan)子可(ke)能(neng)析出的(de)(de)(de)(de)高度無(wu)序晶(jing)界(jie)或亞晶(jing)界(jie)；③. 由(you)(you)(you)于(yu)局部(bu)(bu)應(ying)力集(ji)中(zhong)及由(you)(you)(you)此產生的(de)(de)(de)(de)應(ying)變(bian)引起(qi)的(de)(de)(de)(de)陽極晶(jing)界(jie)面；④. 由(you)(you)(you)于(yu)應(ying)變(bian)引起(qi)表(biao)面膜的(de)(de)(de)(de)局部(bu)(bu)破裂；⑤. 由(you)(you)(you)于(yu)塑(su)性(xing)(xing)(xing)變(bian)形引起(qi)的(de)(de)(de)(de)陽極區等。在腐(fu)(fu)蝕(shi)環境中(zhong)，當活(huo)性(xing)(xing)(xing)通(tong)(tong)(tong)道(dao)與周圍的(de)(de)(de)(de)主體(ti)金(jin)屬建立起(qi)腐(fu)(fu)蝕(shi)電池時，電化學(xue)腐(fu)(fu)蝕(shi)就沿著這條(tiao)路線進(jin)行。
局部電(dian)化(hua)(hua)學溶解將形成很窄的(de)(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)，而外(wai)加(jia)應(ying)力使(shi)(shi)裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)頂端(duan)應(ying)力集中產生(sheng)局部塑(su)性變(bian)(bian)形，然后(hou)引起表面(mian)膜(mo)撕裂(lie)(lie)(lie)。裸露的(de)(de)(de)金屬成為新的(de)(de)(de)陽極(ji)(ji)，而裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)兩側(ce)仍(reng)有(you)表面(mian)膜(mo)保護，與金屬外(wai)表面(mian)共同(tong)起陰極(ji)(ji)作(zuo)用。電(dian)解液(ye)靠毛細管作(zuo)用滲人(ren)到(dao)(dao)裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)尖端(duan)，使(shi)(shi)其(qi)在高電(dian)流密(mi)度(du)下(xia)發(fa)生(sheng)加(jia)速的(de)(de)(de)陽極(ji)(ji)活性溶解。隨著反應(ying)進(jin)行(xing)，裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)尖端(duan)的(de)(de)(de)電(dian)解質發(fa)生(sheng)濃度(du)變(bian)(bian)化(hua)(hua)，產生(sheng)極(ji)(ji)化(hua)(hua)作(zuo)用和(he)表面(mian)膜(mo)的(de)(de)(de)再生(sheng)，腐蝕速率迅速下(xia)降。重(zhong)復(fu)緩慢的(de)(de)(de)活性通道腐蝕，直到(dao)(dao)裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)尖端(duan)重(zhong)新建立起足夠大的(de)(de)(de)應(ying)力集中，再次引起變(bian)(bian)形和(he)裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)產生(sheng)。這個過程不斷(duan)重(zhong)復(fu)，直到(dao)(dao)裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)深人(ren)到(dao)(dao)金屬內部，使(shi)(shi)金屬斷(duan)面(mian)減小到(dao)(dao)不足以承(cheng)受載荷斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)。
活(huo)性通(tong)道假說強調了(le)應(ying)(ying)力(li)作用下(xia)(xia)表(biao)面(mian)(mian)膜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)破裂(lie)(lie)(lie)與電(dian)化學活(huo)性溶(rong)解的(de)(de)(de)(de)(de)(de)聯合(he)(he)(he)作用。因此，這個理論提(ti)出了(le)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)開(kai)(kai)裂(lie)(lie)(lie)必須具備的(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩個基本條件：一(yi)是(shi)(shi)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)中預(yu)先要存(cun)在(zai)(zai)一(yi)條對腐蝕(shi)(shi)敏(min)感(gan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)、多少帶有連續性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)通(tong)道，這條通(tong)道在(zai)(zai)特定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)境介(jie)質中對于(yu)(yu)周圍組織是(shi)(shi)腐蝕(shi)(shi)電(dian)池(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)陽極(ji)；二是(shi)(shi)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)表(biao)面(mian)(mian)上要有足(zu)夠大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)基本上是(shi)(shi)垂直(zhi)于(yu)(yu)通(tong)道的(de)(de)(de)(de)(de)(de)張(zhang)應(ying)(ying)力(li)，在(zai)(zai)該張(zhang)應(ying)(ying)力(li)作用下(xia)(xia)裂(lie)(lie)(lie)縫尖(jian)端出現應(ying)(ying)力(li)集中區，促使(shi)表(biao)面(mian)(mian)膜破裂(lie)(lie)(lie)。在(zai)(zai)平面(mian)(mian)排列的(de)(de)(de)(de)(de)(de)位錯(cuo)露(lu)頭處(chu)，或新(xin)形成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)滑移臺階處(chu)，處(chu)于(yu)(yu)高(gao)應(ying)(ying)變狀態(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)原子發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)擇優腐蝕(shi)(shi)，沿位錯(cuo)線(xian)向(xiang)縱(zong)深發(fa)(fa)展，形成隧(sui)洞(dong)。在(zai)(zai)應(ying)(ying)力(li)作用下(xia)(xia)，隧(sui)洞(dong)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)產生(sheng)(sheng)機械撕裂(lie)(lie)(lie)。當機械撕裂(lie)(lie)(lie)停止后，又(you)重新(xin)開(kai)(kai)始隧(sui)道腐蝕(shi)(shi)，此過程的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反復發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)導致裂(lie)(lie)(lie)紋的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不斷擴展，直(zhi)到金(jin)(jin)屬(shu)不能承(cheng)受(shou)載(zai)荷而(er)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)過載(zai)斷裂(lie)(lie)(lie)。此模(mo)型雖然有一(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實驗基礎，但(dan)屬(shu)于(yu)(yu)一(yi)種伴(ban)生(sheng)(sheng)現象，并非是(shi)(shi)應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)必要條件，不能成為應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要機理。
5. 應(ying)力吸附開裂(lie)理論
上述(shu)幾(ji)種理論都(dou)包(bao)含(han)電化(hua)學過程，但是應力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)過程的(de)一些現(xian)象(xiang)，如腐蝕(shi)(shi)介質的(de)選擇性(xing)、破(po)裂(lie)臨界電位(wei)(wei)與腐蝕(shi)(shi)電位(wei)(wei)的(de)關系等，用電化(hua)學理論不(bu)能圓滿解(jie)釋。為(wei)此，尤(you)利格提(ti)出應力(li)(li)吸附破(po)裂(lie)理論。他認為(wei)，應力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)開(kai)裂(lie)一般并不(bu)是由于金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)電化(hua)學溶解(jie)所(suo)引起的(de)，而是由于環境(jing)中(zhong)某些破(po)壞性(xing)組分(fen)對(dui)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)內表面(mian)的(de)吸附，削(xue)弱了(le)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)原子間的(de)結合(he)力(li)(li)，在(zai)(zai)拉應力(li)(li)作(zuo)用下引起破(po)裂(lie)。這(zhe)是一種純(chun)機(ji)械性(xing)破(po)裂(lie)機(ji)理。此模型為(wei)純(chun)機(ji)械開(kai)裂(lie)模型，該(gai)模型得到的(de)最大支持是許多純(chun)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)和合(he)金(jin)(jin)(jin)在(zai)(zai)液態金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)中(zhong)的(de)脆(cui)斷。吸附使金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)表面(mian)能降(jiang)低(di)，降(jiang)低(di)得越多，應力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)敏感性(xing)越高，但有的(de)現(xian)象(xiang)卻是相反(fan)的(de)，缺乏廣泛(fan)的(de)實(shi)驗支持，在(zai)(zai)水介質的(de)應力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)理論中(zhong)所(suo)占的(de)比例不(bu)大。
6. 腐蝕產物楔入理論(lun)
腐(fu)蝕(shi)產(chan)物(wu)(wu)(wu)楔(xie)入理論是由N.Nielsen首先提出的(de)(de)，他認(ren)為，腐(fu)蝕(shi)產(chan)物(wu)(wu)(wu)沉積(ji)在裂(lie)(lie)紋尖端后(hou)面(mian)的(de)(de)陰極區(qu)。這種腐(fu)蝕(shi)產(chan)物(wu)(wu)(wu)有舌狀、扇(shan)狀等。在未(wei)加(jia)應(ying)力(li)時，腐(fu)蝕(shi)產(chan)物(wu)(wu)(wu)雜亂分布；加(jia)應(ying)力(li)后(hou)，不(bu)僅使腐(fu)蝕(shi)產(chan)物(wu)(wu)(wu)沿晶體缺陷，特(te)別是沿位(wei)錯線排列(lie)，而且舌狀、扇(shan)狀等也(ye)發(fa)展得(de)更突(tu)出。腐(fu)蝕(shi)產(chan)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)沉積(ji)對裂(lie)(lie)紋起了楔(xie)子(zi)作用，產(chan)生了應(ying)力(li)。當沉積(ji)物(wu)(wu)(wu)造(zao)成的(de)(de)應(ying)力(li)達(da)到臨(lin)界值(zhi)后(hou)，裂(lie)(lie)紋向前擴展，新產(chan)生的(de)(de)裂(lie)(lie)紋內(nei)吸人(ren)了電解質溶液，使得(de)裂(lie)(lie)紋尖端陽極溶解繼續(xu)進行(xing)，這就(jiu)產(chan)生了更多的(de)(de)可(ke)溶性金屬離(li)子(zi)，這些離(li)子(zi)擴散至陰極區(qu)并生成氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)(wu)和(he)氫氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)(wu)等沉積(ji)下來(lai)，因此(ci)(ci)而產(chan)生的(de)(de)應(ying)力(li)又引起裂(lie)(lie)紋向前擴展，如此(ci)(ci)反復，直(zhi)至開裂(lie)(lie)。
7. 閉塞電池理(li)論
閉塞電池理論（Occluded Cell Corrosion)認為(wei)，由于(yu)金屬表面(mian)某(mou)些選(xuan)擇性(xing)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)結果，或者由于(yu)某(mou)些特殊的(de)(de)(de)幾何形狀，使(shi)電解液中(zhong)這(zhe)些部(bu)(bu)(bu)位(wei)的(de)(de)(de)流動(dong)性(xing)受到限制，造成這(zhe)些部(bu)(bu)(bu)位(wei)的(de)(de)(de)液體(ti)化學成分與整(zheng)體(ti)化學成分有(you)很大差異，從(cong)而降低了(le)這(zhe)些部(bu)(bu)(bu)位(wei)的(de)(de)(de)電位(wei)，加(jia)(jia)速該區域的(de)(de)(de)局(ju)部(bu)(bu)(bu)腐(fu)蝕，形成空(kong)洞(dong)，這(zhe)些空(kong)洞(dong)就是所謂的(de)(de)(de)閉塞電池。閉塞電池內，陽極反(fan)應的(de)(de)(de)結果使(shi)酸度增加(jia)(jia)，從(cong)而加(jia)(jia)速了(le)孔蝕的(de)(de)(de)速率，在(zai)應力的(de)(de)(de)作用(yong)下孔蝕可擴展為(wei)裂紋。
8. 以機(ji)械開裂為主(zhu)的兩(liang)段論(lun)
以機械開(kai)裂為主(zhu)的兩(liang)段論(lun)認為：應(ying)力腐(fu)蝕(shi)首(shou)先由(you)于電化學的腐(fu)蝕(shi)作用形(xing)成裂紋(wen)源，然后在(zai)應(ying)力的作用下迅速擴展(zhan)(zhan)而開(kai)裂。當裂紋(wen)擴展(zhan)(zhan)遇到(dao)析出物或不規則取向晶粒時而停止，然后再進行電化學腐(fu)蝕(shi)，這樣交替(ti)進行，直至開(kai)裂。
9. 開(kai)裂三段(duan)論(lun)理論(lun)
左景伊提出開裂(lie)三(san)階段(duan)理論，其要點是(shi)解釋所謂的(de)特性離(li)子(zi)作用。這三(san)個階段(duan)是(shi)：材料(liao)表面生(sheng)成(cheng)鈍化膜(mo)或保護(hu)膜(mo)，全面腐蝕速(su)率(lv)比較低，使腐蝕只發(fa)生(sheng)在局(ju)部區域；保護(hu)膜(mo)局(ju)部破裂(lie)，形成(cheng)孔蝕或裂(lie)紋源；縫(feng)(feng)內環境發(fa)生(sheng)關鍵性的(de)變化，裂(lie)縫(feng)(feng)向縱深發(fa)展，而不是(shi)在表面徑向擴散。
