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
近年來，應(ying)(ying)力腐(fu)蝕的(de)(de)吸氫脆(cui)(cui)(cui)變(bian)理論(lun)研究取(qu)得了較大(da)的(de)(de)進展。該理論(lun)認為，由于腐(fu)蝕的(de)(de)陰極反(fan)應(ying)(ying)產生(sheng)氫，氫原子擴散到裂(lie)(lie)縫尖端金(jin)屬(shu)內部，使這一區域變(bian)脆(cui)(cui)(cui)，在(zai)拉應(ying)(ying)力作用(yong)(yong)下(xia)脆(cui)(cui)(cui)斷。此理論(lun)幾乎(hu)一致的(de)(de)意(yi)見是：在(zai)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕破裂(lie)(lie)中，氫起了重要的(de)(de)作用(yong)(yong)。由于海洋(yang)結構(gou)(gou)用(yong)(yong)鋼(gang)在(zai)腐(fu)蝕很強(qiang)的(de)(de)海洋(yang)大(da)氣環境中，在(zai)金(jin)屬(shu)表面容易發(fa)生(sheng)陰極析氫反(fan)應(ying)(ying)，造成(cheng)氫在(zai)鋼(gang)鐵表面的(de)(de)吸附及向(xiang)內部的(de)(de)擴散，使鋼(gang)鐵結構(gou)(gou)脆(cui)(cui)(cui)變(bian)；同時(shi)，在(zai)交變(bian)載荷作用(yong)(yong)下(xia)，鋼(gang)鐵結構(gou)(gou)很容易發(fa)生(sheng)由氫脆(cui)(cui)(cui)造成(cheng)的(de)(de)斷裂(lie)(lie)，危害巨大(da)，氫致開裂(lie)(lie)的(de)(de)具體機理將在(zai)以后重點介紹。
3. 表面膜破裂(lie)機理(li)
在腐蝕介質(zhi)中，金(jin)屬(shu)(shu)(shu)表(biao)面(mian)(mian)形(xing)成(cheng)具(ju)有保護(hu)能(neng)力的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)膜(mo)，此(ci)膜(mo)在應(ying)(ying)力作用下(xia)引起破(po)壞或減弱，結(jie)果暴露(lu)出新鮮(xian)表(biao)面(mian)(mian)。此(ci)新鮮(xian)表(biao)面(mian)(mian)在電解(jie)質(zhi)溶液中成(cheng)為陽(yang)極，它與陰(yin)極具(ju)有表(biao)面(mian)(mian)膜(mo)的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)其余表(biao)面(mian)(mian)組成(cheng)一(yi)個(ge)大面(mian)(mian)積(ji)陰(yin)極和小面(mian)(mian)積(ji)陽(yang)極的(de)(de)腐蝕電池；陽(yang)極部位產生(sheng)(sheng)坑蝕，進而萌生(sheng)(sheng)裂(lie)紋。表(biao)面(mian)(mian)膜(mo)破(po)裂(lie)是由多種因素(su)造成(cheng)的(de)(de)，如機械損(sun)傷。在應(ying)(ying)力的(de)(de)作用下(xia)表(biao)面(mian)(mian)膜(mo)的(de)(de)破(po)壞可以(yi)用滑(hua)移階(jie)梯(ti)(ti)來解(jie)釋(shi)。金(jin)屬(shu)(shu)(shu)在應(ying)(ying)力的(de)(de)作用下(xia)產生(sheng)(sheng)塑性(xing)變形(xing)就是金(jin)屬(shu)(shu)(shu)中的(de)(de)位錯沿滑(hua)移面(mian)(mian)的(de)(de)運動，結(jie)果在表(biao)面(mian)(mian)匯合(he)處出現滑(hua)移階(jie)梯(ti)(ti)，如果表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)保護(hu)膜(mo)不能(neng)隨著階(jie)梯(ti)(ti)發生(sheng)(sheng)相(xiang)應(ying)(ying)的(de)(de)變化，表(biao)面(mian)(mian)膜(mo)就要被破(po)壞。
4. 活性(xing)通道理論
活(huo)性通(tong)(tong)道(dao)(dao)理論是由迪克斯、米爾斯和布朗等(deng)人最先提出(chu)的(de)(de)，他們(men)認為，在(zai)(zai)發生(sheng)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)開裂的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬或(huo)合金(jin)(jin)(jin)中(zhong)存在(zai)(zai)著一(yi)(yi)條易于(yu)腐(fu)蝕(shi)、基本上(shang)是連續的(de)(de)通(tong)(tong)道(dao)(dao)，沿著這條活(huo)性通(tong)(tong)道(dao)(dao)優(you)先發生(sheng)陽(yang)極(ji)溶解(jie)。活(huo)性通(tong)(tong)道(dao)(dao)可(ke)由以下一(yi)(yi)些不(bu)同的(de)(de)原因構(gou)成：①. 合金(jin)(jin)(jin)成分(fen)和顯微結(jie)構(gou)上(shang)的(de)(de)差異，如多相合金(jin)(jin)(jin)和晶界的(de)(de)析出(chu)物等(deng)；②. 溶質(zhi)原子可(ke)能析出(chu)的(de)(de)高度無(wu)序晶界或(huo)亞(ya)晶界；③. 由于(yu)局部應(ying)力集中(zhong)及由此(ci)產生(sheng)的(de)(de)應(ying)變(bian)引起(qi)的(de)(de)陽(yang)極(ji)晶界面；④. 由于(yu)應(ying)變(bian)引起(qi)表(biao)面膜的(de)(de)局部破(po)裂；⑤. 由于(yu)塑性變(bian)形引起(qi)的(de)(de)陽(yang)極(ji)區(qu)等(deng)。在(zai)(zai)腐(fu)蝕(shi)環(huan)境中(zhong)，當活(huo)性通(tong)(tong)道(dao)(dao)與周圍的(de)(de)主體金(jin)(jin)(jin)屬建立起(qi)腐(fu)蝕(shi)電池時(shi)，電化學(xue)腐(fu)蝕(shi)就(jiu)沿著這條路線(xian)進行。
局部(bu)(bu)電化學溶解將(jiang)形(xing)成(cheng)很(hen)窄的(de)(de)裂(lie)(lie)縫(feng)，而外加(jia)應(ying)力使裂(lie)(lie)縫(feng)頂端(duan)應(ying)力集(ji)中(zhong)(zhong)產(chan)生局部(bu)(bu)塑性變(bian)(bian)形(xing)，然后引起(qi)表(biao)面膜(mo)撕裂(lie)(lie)。裸露(lu)的(de)(de)金屬(shu)(shu)成(cheng)為新(xin)的(de)(de)陽(yang)(yang)極(ji)，而裂(lie)(lie)縫(feng)兩側仍有表(biao)面膜(mo)保護，與金屬(shu)(shu)外表(biao)面共同起(qi)陰極(ji)作用(yong)。電解液靠毛細管作用(yong)滲人到(dao)裂(lie)(lie)縫(feng)尖(jian)端(duan)，使其在高電流密度下發生加(jia)速(su)的(de)(de)陽(yang)(yang)極(ji)活性溶解。隨著反應(ying)進行，裂(lie)(lie)縫(feng)尖(jian)端(duan)的(de)(de)電解質發生濃度變(bian)(bian)化，產(chan)生極(ji)化作用(yong)和表(biao)面膜(mo)的(de)(de)再生，腐蝕(shi)速(su)率迅速(su)下降(jiang)。重(zhong)復(fu)緩慢的(de)(de)活性通道腐蝕(shi)，直到(dao)裂(lie)(lie)縫(feng)尖(jian)端(duan)重(zhong)新(xin)建立起(qi)足夠大(da)的(de)(de)應(ying)力集(ji)中(zhong)(zhong)，再次引起(qi)變(bian)(bian)形(xing)和裂(lie)(lie)縫(feng)產(chan)生。這個過程不斷重(zhong)復(fu)，直到(dao)裂(lie)(lie)縫(feng)深人到(dao)金屬(shu)(shu)內部(bu)(bu)，使金屬(shu)(shu)斷面減小到(dao)不足以承(cheng)受(shou)載荷斷裂(lie)(lie)。
活(huo)性通(tong)道(dao)假(jia)說(shuo)強調了應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)作(zuo)用(yong)下(xia)表(biao)面膜的(de)(de)破裂(lie)與電化學活(huo)性溶解的(de)(de)聯合作(zuo)用(yong)。因此(ci)，這個(ge)理論(lun)提出了發(fa)(fa)生(sheng)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕開裂(lie)必須(xu)具備的(de)(de)兩(liang)個(ge)基(ji)本(ben)條件：一(yi)是(shi)(shi)合金(jin)中(zhong)預先(xian)要(yao)(yao)存(cun)在(zai)一(yi)條對(dui)腐(fu)(fu)蝕敏感的(de)(de)、多少帶(dai)有連續性的(de)(de)通(tong)道(dao)，這條通(tong)道(dao)在(zai)特定的(de)(de)環境介質中(zhong)對(dui)于(yu)周圍組織是(shi)(shi)腐(fu)(fu)蝕電池的(de)(de)陽(yang)極；二(er)是(shi)(shi)合金(jin)表(biao)面上要(yao)(yao)有足夠大的(de)(de)基(ji)本(ben)上是(shi)(shi)垂(chui)直于(yu)通(tong)道(dao)的(de)(de)張(zhang)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)，在(zai)該張(zhang)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)作(zuo)用(yong)下(xia)裂(lie)縫(feng)尖端出現應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)集中(zhong)區，促使表(biao)面膜破裂(lie)。在(zai)平面排(pai)列的(de)(de)位(wei)(wei)錯露頭(tou)處，或新形成(cheng)的(de)(de)滑移臺階處，處于(yu)高(gao)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)變狀態的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)原子發(fa)(fa)生(sheng)擇優腐(fu)(fu)蝕，沿位(wei)(wei)錯線向(xiang)縱深發(fa)(fa)展，形成(cheng)隧(sui)洞。在(zai)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)作(zuo)用(yong)下(xia)，隧(sui)洞間的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)產生(sheng)機械撕(si)裂(lie)。當機械撕(si)裂(lie)停(ting)止后，又重新開始隧(sui)道(dao)腐(fu)(fu)蝕，此(ci)過(guo)程的(de)(de)反復發(fa)(fa)生(sheng)導致裂(lie)紋(wen)的(de)(de)不斷擴展，直到金(jin)屬(shu)(shu)不能(neng)承受載(zai)荷而發(fa)(fa)生(sheng)過(guo)載(zai)斷裂(lie)。此(ci)模型雖然有一(yi)定的(de)(de)實(shi)驗基(ji)礎，但屬(shu)(shu)于(yu)一(yi)種伴生(sheng)現象，并(bing)非(fei)是(shi)(shi)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)必要(yao)(yao)條件，不能(neng)成(cheng)為應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)主要(yao)(yao)機理。
5. 應(ying)力(li)吸附(fu)開裂理論
上述幾種理(li)論(lun)都(dou)包含電(dian)化學(xue)(xue)過(guo)程，但(dan)是應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)過(guo)程的(de)(de)(de)(de)一(yi)些現象，如腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)介質的(de)(de)(de)(de)選擇性、破(po)裂(lie)(lie)臨界(jie)電(dian)位與腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)位的(de)(de)(de)(de)關系等，用(yong)電(dian)化學(xue)(xue)理(li)論(lun)不能(neng)圓(yuan)滿解釋。為此(ci)，尤利格提出應(ying)(ying)力(li)吸(xi)附(fu)破(po)裂(lie)(lie)理(li)論(lun)。他認為，應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)開裂(lie)(lie)一(yi)般(ban)并不是由于(yu)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)電(dian)化學(xue)(xue)溶解所(suo)引起的(de)(de)(de)(de)，而是由于(yu)環境中某些破(po)壞性組分(fen)對(dui)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)內表面(mian)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)，削弱了金(jin)屬(shu)(shu)(shu)原子(zi)間的(de)(de)(de)(de)結(jie)合力(li)，在(zai)拉應(ying)(ying)力(li)作用(yong)下引起破(po)裂(lie)(lie)。這(zhe)是一(yi)種純(chun)機械(xie)性破(po)裂(lie)(lie)機理(li)。此(ci)模型為純(chun)機械(xie)開裂(lie)(lie)模型，該模型得(de)到(dao)的(de)(de)(de)(de)最大支持是許多(duo)純(chun)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)和合金(jin)在(zai)液態金(jin)屬(shu)(shu)(shu)中的(de)(de)(de)(de)脆斷。吸(xi)附(fu)使金(jin)屬(shu)(shu)(shu)表面(mian)能(neng)降低，降低得(de)越多(duo)，應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)敏感性越高，但(dan)有的(de)(de)(de)(de)現象卻是相反(fan)的(de)(de)(de)(de)，缺乏廣泛的(de)(de)(de)(de)實驗支持，在(zai)水介質的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)理(li)論(lun)中所(suo)占(zhan)的(de)(de)(de)(de)比例不大。
6. 腐(fu)蝕(shi)產物楔入理論
腐蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)楔(xie)入(ru)理論(lun)是(shi)由N.Nielsen首先提出的(de)(de)(de)，他認為，腐蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)沉積(ji)在裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)尖端后面的(de)(de)(de)陰極區(qu)。這(zhe)(zhe)種(zhong)腐蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)有舌狀、扇狀等(deng)。在未(wei)加(jia)應(ying)力(li)時，腐蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)雜亂(luan)分布；加(jia)應(ying)力(li)后，不(bu)僅使(shi)腐蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)沿晶體缺陷，特別是(shi)沿位錯線排列(lie)，而(er)且舌狀、扇狀等(deng)也發展得(de)更突出。腐蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu)的(de)(de)(de)沉積(ji)對裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)起(qi)了(le)楔(xie)子(zi)作(zuo)用(yong)，產(chan)(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)了(le)應(ying)力(li)。當(dang)沉積(ji)物(wu)造成的(de)(de)(de)應(ying)力(li)達(da)到臨界值后，裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)向(xiang)前擴(kuo)展，新產(chan)(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)內吸人(ren)了(le)電解質溶液，使(shi)得(de)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)尖端陽極溶解繼續進行，這(zhe)(zhe)就產(chan)(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)了(le)更多的(de)(de)(de)可溶性金屬離子(zi)，這(zhe)(zhe)些(xie)離子(zi)擴(kuo)散至(zhi)(zhi)陰極區(qu)并生(sheng)(sheng)成氧化(hua)物(wu)和氫氧化(hua)物(wu)等(deng)沉積(ji)下(xia)來，因此而(er)產(chan)(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)應(ying)力(li)又(you)引起(qi)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)向(xiang)前擴(kuo)展，如此反復，直至(zhi)(zhi)開裂(lie)(lie)(lie)。
7. 閉塞電池理論
閉(bi)塞(sai)(sai)電(dian)池(chi)理論(lun)（Occluded Cell Corrosion)認為(wei)，由于金屬表面某(mou)些(xie)(xie)選擇(ze)性腐(fu)蝕的(de)結(jie)果，或者由于某(mou)些(xie)(xie)特殊的(de)幾何形(xing)狀，使(shi)電(dian)解(jie)液中這些(xie)(xie)部(bu)位的(de)流(liu)動性受到(dao)限(xian)制，造成(cheng)這些(xie)(xie)部(bu)位的(de)液體化(hua)學(xue)成(cheng)分與整體化(hua)學(xue)成(cheng)分有很大差異，從而(er)降低了這些(xie)(xie)部(bu)位的(de)電(dian)位，加(jia)(jia)速(su)該(gai)區域的(de)局部(bu)腐(fu)蝕，形(xing)成(cheng)空洞，這些(xie)(xie)空洞就是所(suo)謂的(de)閉(bi)塞(sai)(sai)電(dian)池(chi)。閉(bi)塞(sai)(sai)電(dian)池(chi)內，陽極反應的(de)結(jie)果使(shi)酸度增加(jia)(jia)，從而(er)加(jia)(jia)速(su)了孔(kong)(kong)蝕的(de)速(su)率，在應力的(de)作用(yong)下孔(kong)(kong)蝕可(ke)擴展為(wei)裂紋(wen)。
8. 以機械開裂為(wei)主的兩段論
以機械(xie)開(kai)裂(lie)為主(zhu)的兩段論(lun)認為：應(ying)力腐(fu)蝕(shi)首先由于電化學(xue)的腐(fu)蝕(shi)作用(yong)形成裂(lie)紋源，然后在(zai)應(ying)力的作用(yong)下迅速擴展而開(kai)裂(lie)。當裂(lie)紋擴展遇(yu)到析出物或不規(gui)則(ze)取(qu)向晶粒(li)時(shi)而停止，然后再(zai)進行電化學(xue)腐(fu)蝕(shi)，這樣交替進行，直至開(kai)裂(lie)。
9. 開裂三段論理論
左景伊提(ti)出開裂三(san)(san)階(jie)段理論，其要點(dian)是(shi)解釋所謂的(de)特性離子作用。這三(san)(san)個階(jie)段是(shi)：材料(liao)表(biao)面生成鈍(dun)化膜(mo)(mo)或保(bao)(bao)護膜(mo)(mo)，全面腐蝕(shi)速率比(bi)較(jiao)低，使腐蝕(shi)只發(fa)生在局(ju)部(bu)區(qu)域；保(bao)(bao)護膜(mo)(mo)局(ju)部(bu)破(po)裂，形成孔蝕(shi)或裂紋(wen)源；縫內環境發(fa)生關鍵性的(de)變(bian)化，裂縫向縱深發(fa)展，而(er)不是(shi)在表(biao)面徑向擴散。
