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(dun)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(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)吸氫脆(cui)變(bian)(bian)理(li)論(lun)研究取得(de)了(le)較大(da)的(de)(de)進(jin)展。該理(li)論(lun)認(ren)為，由于腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)陰(yin)極反應(ying)(ying)產生氫，氫原子擴散到裂(lie)縫尖端(duan)金屬內部，使這一區(qu)域變(bian)(bian)脆(cui)，在(zai)拉應(ying)(ying)力(li)作(zuo)用(yong)下脆(cui)斷。此理(li)論(lun)幾乎一致的(de)(de)意見是(shi)：在(zai)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)破裂(lie)中(zhong)，氫起了(le)重要(yao)的(de)(de)作(zuo)用(yong)。由于海洋結構(gou)用(yong)鋼(gang)在(zai)腐(fu)蝕(shi)(shi)很強的(de)(de)海洋大(da)氣環境(jing)中(zhong)，在(zai)金屬表面容易(yi)發(fa)(fa)生陰(yin)極析氫反應(ying)(ying)，造(zao)成(cheng)氫在(zai)鋼(gang)鐵表面的(de)(de)吸附及向內部的(de)(de)擴散，使鋼(gang)鐵結構(gou)脆(cui)變(bian)(bian)；同(tong)時(shi)，在(zai)交變(bian)(bian)載荷作(zuo)用(yong)下，鋼(gang)鐵結構(gou)很容易(yi)發(fa)(fa)生由氫脆(cui)造(zao)成(cheng)的(de)(de)斷裂(lie)，危害巨大(da)，氫致開(kai)裂(lie)的(de)(de)具體機理(li)將(jiang)在(zai)以后重點介紹(shao)。
3. 表面膜(mo)破裂機理
在(zai)(zai)腐蝕(shi)介質中(zhong)，金屬(shu)表面(mian)(mian)(mian)(mian)形(xing)成(cheng)(cheng)具有保護(hu)能力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)表面(mian)(mian)(mian)(mian)膜(mo)，此膜(mo)在(zai)(zai)應力(li)(li)作(zuo)用下(xia)引(yin)起破(po)壞或減弱，結果暴露出新(xin)鮮(xian)表面(mian)(mian)(mian)(mian)。此新(xin)鮮(xian)表面(mian)(mian)(mian)(mian)在(zai)(zai)電解(jie)質溶(rong)液中(zhong)成(cheng)(cheng)為陽(yang)極，它與陰(yin)極具有表面(mian)(mian)(mian)(mian)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)金屬(shu)其余(yu)表面(mian)(mian)(mian)(mian)組成(cheng)(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(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)電池(chi)；陽(yang)極部位(wei)產生(sheng)坑蝕(shi)，進而萌生(sheng)裂(lie)紋。表面(mian)(mian)(mian)(mian)膜(mo)破(po)裂(lie)是由(you)多種(zhong)因素造成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)，如(ru)機械損傷。在(zai)(zai)應力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用下(xia)表面(mian)(mian)(mian)(mian)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)破(po)壞可以(yi)用滑移階梯(ti)來(lai)解(jie)釋。金屬(shu)在(zai)(zai)應力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用下(xia)產生(sheng)塑性變形(xing)就是金屬(shu)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)位(wei)錯(cuo)沿滑移面(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)運動，結果在(zai)(zai)表面(mian)(mian)(mian)(mian)匯(hui)合處出現(xian)滑移階梯(ti)，如(ru)果表面(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)保護(hu)膜(mo)不能隨著階梯(ti)發生(sheng)相應的(de)(de)(de)(de)變化，表面(mian)(mian)(mian)(mian)膜(mo)就要被破(po)壞。
4. 活性通道理論
活(huo)性通道理論是由(you)迪克斯、米爾斯和布朗等人最先(xian)提出(chu)的(de)(de)(de)，他們認為，在(zai)發(fa)生應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕開裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)金屬或(huo)合(he)(he)金中存在(zai)著(zhu)(zhu)一條易于(yu)腐(fu)(fu)蝕、基本上(shang)是連(lian)續的(de)(de)(de)通道，沿著(zhu)(zhu)這(zhe)條活(huo)性通道優先(xian)發(fa)生陽極(ji)溶解。活(huo)性通道可由(you)以下一些不同的(de)(de)(de)原因(yin)構(gou)成(cheng)：①. 合(he)(he)金成(cheng)分和顯微結構(gou)上(shang)的(de)(de)(de)差異，如(ru)多相合(he)(he)金和晶界的(de)(de)(de)析出(chu)物等；②. 溶質原子(zi)可能析出(chu)的(de)(de)(de)高度(du)無序晶界或(huo)亞晶界；③. 由(you)于(yu)局部應(ying)(ying)力集中及由(you)此(ci)產生的(de)(de)(de)應(ying)(ying)變引(yin)起的(de)(de)(de)陽極(ji)晶界面；④. 由(you)于(yu)應(ying)(ying)變引(yin)起表面膜(mo)的(de)(de)(de)局部破裂(lie)(lie)；⑤. 由(you)于(yu)塑性變形(xing)引(yin)起的(de)(de)(de)陽極(ji)區等。在(zai)腐(fu)(fu)蝕環境中，當活(huo)性通道與周圍的(de)(de)(de)主體金屬建立起腐(fu)(fu)蝕電池時，電化學腐(fu)(fu)蝕就沿著(zhu)(zhu)這(zhe)條路(lu)線(xian)進行。
局(ju)部(bu)(bu)電(dian)化學溶解將形成很窄的(de)(de)(de)裂縫，而外加應(ying)(ying)力(li)使(shi)裂縫頂端(duan)應(ying)(ying)力(li)集(ji)中產(chan)生(sheng)局(ju)部(bu)(bu)塑性變形，然(ran)后引起表(biao)面(mian)(mian)(mian)膜(mo)撕裂。裸露的(de)(de)(de)金屬(shu)(shu)成為新(xin)的(de)(de)(de)陽極(ji)，而裂縫兩(liang)側仍有表(biao)面(mian)(mian)(mian)膜(mo)保護，與金屬(shu)(shu)外表(biao)面(mian)(mian)(mian)共同(tong)起陰極(ji)作(zuo)用。電(dian)解液(ye)靠毛細管作(zuo)用滲(shen)人(ren)到(dao)(dao)裂縫尖(jian)(jian)端(duan)，使(shi)其在高電(dian)流密(mi)度下(xia)發生(sheng)加速(su)的(de)(de)(de)陽極(ji)活(huo)(huo)性溶解。隨著反應(ying)(ying)進行，裂縫尖(jian)(jian)端(duan)的(de)(de)(de)電(dian)解質發生(sheng)濃度變化，產(chan)生(sheng)極(ji)化作(zuo)用和(he)表(biao)面(mian)(mian)(mian)膜(mo)的(de)(de)(de)再生(sheng)，腐(fu)蝕(shi)速(su)率迅速(su)下(xia)降。重復緩慢的(de)(de)(de)活(huo)(huo)性通道(dao)腐(fu)蝕(shi)，直到(dao)(dao)裂縫尖(jian)(jian)端(duan)重新(xin)建立起足夠(gou)大的(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)集(ji)中，再次引起變形和(he)裂縫產(chan)生(sheng)。這個(ge)過程不斷(duan)重復，直到(dao)(dao)裂縫深人(ren)到(dao)(dao)金屬(shu)(shu)內部(bu)(bu)，使(shi)金屬(shu)(shu)斷(duan)面(mian)(mian)(mian)減小到(dao)(dao)不足以承受載荷(he)斷(duan)裂。
活性(xing)通(tong)道假說強調了應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)作(zuo)(zuo)用下(xia)表(biao)面膜的(de)(de)(de)破裂(lie)與電化(hua)學活性(xing)溶解的(de)(de)(de)聯合作(zuo)(zuo)用。因此(ci)，這個理(li)論提出了發(fa)生(sheng)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕開裂(lie)必須具備的(de)(de)(de)兩(liang)個基本(ben)條(tiao)件：一(yi)是(shi)(shi)合金(jin)(jin)中預先(xian)要存在(zai)一(yi)條(tiao)對腐蝕敏感(gan)的(de)(de)(de)、多少(shao)帶有(you)連續性(xing)的(de)(de)(de)通(tong)道，這條(tiao)通(tong)道在(zai)特定(ding)(ding)的(de)(de)(de)環(huan)境介質(zhi)中對于周(zhou)圍(wei)組織是(shi)(shi)腐蝕電池的(de)(de)(de)陽極；二是(shi)(shi)合金(jin)(jin)表(biao)面上要有(you)足(zu)夠大(da)的(de)(de)(de)基本(ben)上是(shi)(shi)垂直于通(tong)道的(de)(de)(de)張應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)，在(zai)該張應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)作(zuo)(zuo)用下(xia)裂(lie)縫尖(jian)端(duan)出現(xian)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)集中區，促(cu)使表(biao)面膜破裂(lie)。在(zai)平面排列的(de)(de)(de)位錯(cuo)露頭處，或新形成的(de)(de)(de)滑移臺階處，處于高應(ying)(ying)(ying)變狀(zhuang)態的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬原子發(fa)生(sheng)擇優腐蝕，沿位錯(cuo)線向縱深發(fa)展，形成隧洞。在(zai)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)作(zuo)(zuo)用下(xia)，隧洞間的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬產(chan)生(sheng)機械撕裂(lie)。當機械撕裂(lie)停(ting)止后，又重新開始隧道腐蝕，此(ci)過程的(de)(de)(de)反復(fu)發(fa)生(sheng)導致裂(lie)紋的(de)(de)(de)不斷擴(kuo)展，直到(dao)金(jin)(jin)屬不能承受(shou)載(zai)荷而(er)發(fa)生(sheng)過載(zai)斷裂(lie)。此(ci)模型(xing)雖然有(you)一(yi)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)實驗基礎，但(dan)屬于一(yi)種伴生(sheng)現(xian)象，并非是(shi)(shi)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕的(de)(de)(de)必要條(tiao)件，不能成為應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕的(de)(de)(de)主要機理(li)。
5. 應力吸附開(kai)裂理(li)論(lun)
上述(shu)幾種(zhong)理(li)論(lun)(lun)都包含(han)電化(hua)學(xue)過程(cheng)，但是(shi)應力(li)腐(fu)蝕(shi)過程(cheng)的(de)(de)(de)(de)一些(xie)現象，如腐(fu)蝕(shi)介質的(de)(de)(de)(de)選擇性、破(po)裂(lie)臨界電位(wei)與(yu)腐(fu)蝕(shi)電位(wei)的(de)(de)(de)(de)關(guan)系等，用電化(hua)學(xue)理(li)論(lun)(lun)不(bu)能圓滿解釋。為此(ci)，尤利格提出應力(li)吸(xi)附破(po)裂(lie)理(li)論(lun)(lun)。他認為，應力(li)腐(fu)蝕(shi)開裂(lie)一般并不(bu)是(shi)由于金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)電化(hua)學(xue)溶解所引(yin)起的(de)(de)(de)(de)，而(er)是(shi)由于環境(jing)中某些(xie)破(po)壞性組分對金(jin)(jin)屬(shu)內表面的(de)(de)(de)(de)吸(xi)附，削(xue)弱了金(jin)(jin)屬(shu)原子間的(de)(de)(de)(de)結合力(li)，在拉應力(li)作用下引(yin)起破(po)裂(lie)。這是(shi)一種(zhong)純(chun)機械性破(po)裂(lie)機理(li)。此(ci)模(mo)型為純(chun)機械開裂(lie)模(mo)型，該(gai)模(mo)型得到的(de)(de)(de)(de)最大支持是(shi)許多純(chun)金(jin)(jin)屬(shu)和合金(jin)(jin)在液態金(jin)(jin)屬(shu)中的(de)(de)(de)(de)脆斷。吸(xi)附使金(jin)(jin)屬(shu)表面能降低，降低得越多，應力(li)腐(fu)蝕(shi)敏感性越高，但有的(de)(de)(de)(de)現象卻是(shi)相反的(de)(de)(de)(de)，缺乏(fa)廣(guang)泛的(de)(de)(de)(de)實驗支持，在水介質的(de)(de)(de)(de)應力(li)腐(fu)蝕(shi)理(li)論(lun)(lun)中所占(zhan)的(de)(de)(de)(de)比例不(bu)大。
6. 腐(fu)蝕產(chan)物(wu)楔入理論
腐(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)楔入理論(lun)是由N.Nielsen首先提(ti)出(chu)(chu)的(de)(de)，他認為，腐(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)沉積(ji)在(zai)裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)尖(jian)(jian)端(duan)后面的(de)(de)陰極(ji)區(qu)。這種腐(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)有(you)舌狀(zhuang)、扇(shan)狀(zhuang)等。在(zai)未加應(ying)力時，腐(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)雜亂分布；加應(ying)力后，不僅使(shi)腐(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)沿晶體(ti)缺陷，特別是沿位錯線排(pai)列，而(er)且舌狀(zhuang)、扇(shan)狀(zhuang)等也(ye)發展得(de)更(geng)突(tu)出(chu)(chu)。腐(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)沉積(ji)對裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)起(qi)了楔子作用，產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)了應(ying)力。當(dang)沉積(ji)物(wu)(wu)(wu)造成的(de)(de)應(ying)力達到臨界值后，裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)向(xiang)(xiang)前擴(kuo)展，新產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)內吸人了電解質(zhi)溶液(ye)，使(shi)得(de)裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)尖(jian)(jian)端(duan)陽極(ji)溶解繼(ji)續進行，這就(jiu)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)了更(geng)多的(de)(de)可溶性金屬離子，這些離子擴(kuo)散至陰極(ji)區(qu)并生(sheng)(sheng)(sheng)成氧(yang)化物(wu)(wu)(wu)和氫(qing)氧(yang)化物(wu)(wu)(wu)等沉積(ji)下來，因此而(er)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)應(ying)力又引起(qi)裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)向(xiang)(xiang)前擴(kuo)展，如此反(fan)復(fu)，直至開(kai)裂(lie)。
7. 閉(bi)塞電池(chi)理(li)論
閉塞電(dian)池(chi)(chi)(chi)理(li)論（Occluded Cell Corrosion)認為，由(you)于(yu)金屬表(biao)面某些(xie)選(xuan)擇性(xing)腐蝕(shi)的結果，或(huo)者由(you)于(yu)某些(xie)特殊的幾何形狀，使(shi)電(dian)解(jie)液(ye)中這(zhe)(zhe)些(xie)部位(wei)的流動性(xing)受到限制，造(zao)成(cheng)這(zhe)(zhe)些(xie)部位(wei)的液(ye)體(ti)化(hua)學成(cheng)分(fen)(fen)與整(zheng)體(ti)化(hua)學成(cheng)分(fen)(fen)有很大差異(yi)，從而降低了這(zhe)(zhe)些(xie)部位(wei)的電(dian)位(wei)，加速該區域的局部腐蝕(shi)，形成(cheng)空洞，這(zhe)(zhe)些(xie)空洞就是所謂的閉塞電(dian)池(chi)(chi)(chi)。閉塞電(dian)池(chi)(chi)(chi)內，陽極反應的結果使(shi)酸度增加，從而加速了孔蝕(shi)的速率，在(zai)應力的作(zuo)用下孔蝕(shi)可擴(kuo)展為裂紋。
8. 以機(ji)械開裂為主的兩段論
以機械開(kai)裂(lie)為主的(de)兩段(duan)論認為：應力(li)腐(fu)蝕(shi)首先(xian)由于(yu)電(dian)化(hua)學(xue)的(de)腐(fu)蝕(shi)作用(yong)形成裂(lie)紋(wen)源，然后(hou)在應力(li)的(de)作用(yong)下(xia)迅速(su)擴展(zhan)而(er)開(kai)裂(lie)。當裂(lie)紋(wen)擴展(zhan)遇到(dao)析出物或不(bu)規則(ze)取(qu)向晶粒時而(er)停止，然后(hou)再進(jin)行(xing)電(dian)化(hua)學(xue)腐(fu)蝕(shi)，這樣交替進(jin)行(xing)，直至開(kai)裂(lie)。
9. 開裂三段論理論
左景伊(yi)提出開裂(lie)(lie)三階段(duan)(duan)理(li)論，其要點是(shi)解釋(shi)所謂的特性離(li)子作用。這(zhe)三個階段(duan)(duan)是(shi)：材料表(biao)面(mian)生(sheng)成(cheng)鈍(dun)化膜或保護膜，全面(mian)腐蝕(shi)(shi)速(su)率比(bi)較低(di)，使腐蝕(shi)(shi)只(zhi)發(fa)生(sheng)在局部(bu)區域(yu)；保護膜局部(bu)破裂(lie)(lie)，形成(cheng)孔蝕(shi)(shi)或裂(lie)(lie)紋源；縫(feng)內環境(jing)發(fa)生(sheng)關鍵性的變(bian)化，裂(lie)(lie)縫(feng)向(xiang)縱深發(fa)展，而不是(shi)在表(biao)面(mian)徑向(xiang)擴散。
