不銹鋼的腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)疲(pi)勞(lao)極限(xian)一般界定為在指(zhi)定的循環次數(shu)的強度。腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)疲(pi)勞(lao)的斷口(kou)也(ye)由三部分(fen)組成:疲(pi)勞(lao)源、疲(pi)勞(lao)裂紋擴(kuo)展(zhan)區(qu)和瞬時斷裂區(qu)。在疲(pi)勞(lao)裂紋擴(kuo)展(zhan)區(qu)往往覆蓋有腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產物,瞬時斷裂區(qu)與一般疲(pi)勞(lao)斷口(kou)相同。腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)疲(pi)勞(lao)可劃分(fen)為四(si)種形式:
(1)在腐(fu)蝕(shi)全過程中,金(jin)屬(shu)處(chu)于活化狀態(tai)。腐(fu)蝕(shi)疲(pi)勞裂紋(wen)(wen)往往產生于蝕(shi)孔的底部,斷(duan)口粗糙,裂紋(wen)(wen)上覆蓋有腐(fu)蝕(shi)產物(wu)。
(2)在破裂過(guo)程中(zhong),金屬處于(yu)鈍化(hua)狀態,沒(mei)有蝕孔,只有少數(shu)裂紋,這種腐蝕疲(pi)勞難于(yu)與通常的疲(pi)勞相區別。
(3)腐(fu)蝕疲勞處于不穩定的(de)鈍化(hua)狀態(tai),開始時金屬處于鈍化(hua)狀態(tai),經一定循環(huan)周(zhou)次后,由于位錯移(yi)動產生(sheng)的(de)擠出型滑移(yi)臺(tai)階使金屬變為活化(hua)狀態(tai)。
(4)腐蝕(shi)疲(pi)(pi)勞(lao)處(chu)于受干擾(rao)的鈍化(hua)狀態,如腐蝕(shi)疲(pi)(pi)勞(lao)與應力腐蝕(shi)破裂、點蝕(shi)或(huo)晶間(jian)腐蝕(shi)疊加發(fa)生。
許多雙(shuang)相(xiang)不銹鋼具有良好的抗局部腐蝕性能,因此也有高的腐蝕疲勞抗力。
不銹鋼腐蝕(shi)疲勞裂紋源的形成機制有多種模型:
a. 點(dian)蝕形成裂紋機制(zhi)
點蝕坑(keng)成(cheng)為應(ying)力(li)集中的地方,在循(xun)環應(ying)力(li)的作用下,蝕坑(keng)處出現滑(hua)移(yi)臺階,然后滑(hua)移(yi)臺階優(you)先(xian)溶解,形成(cheng)裂紋源(yuan)。
b. 吸附(fu)理(li)論
介(jie)質中活性離(li)子被金屬(shu)表面(mian)吸附,在微(wei)觀縫隙(xi)處產生楔子作用,應力集(ji)中,并(bing)降低(di)金屬(shu)結合(he)力,成為疲勞源。
c. 滑移溶解機制
在循環應力下,滑(hua)移(yi)過程(cheng)出(chu)現滑(hua)移(yi)臺階,破(po)壞了表(biao)面(mian)的(de)鈍化膜而暴露(lu)出(chu)新鮮金屬表(biao)面(mian),新鮮金屬表(biao)面(mian)被(bei)溶解(jie)。在反(fan)向滑(hua)移(yi)時,被(bei)溶解(jie)的(de)表(biao)面(mian)不能(neng)重新閉合。這樣在循環應力下,滑(hua)移(yi)臺階不斷被(bei)溶解(jie),促進了裂紋(wen)的(de)萌生(sheng)。
d. 表面(mian)膜破裂機(ji)制
在(zai)循環應(ying)力(li)作(zuo)用下(xia),表面膜破裂(lie)(lie),破裂(lie)(lie)處(chu)成(cheng)為(wei)微陽極,周圍膜成(cheng)為(wei)大陰極,在(zai)介質和應(ying)力(li)共同(tong)作(zuo)用下(xia),膜破裂(lie)(lie)處(chu)較快地(di)溶解成(cheng)為(wei)疲勞(lao)裂(lie)(lie)紋核心。
腐蝕疲勞裂(lie)紋的(de)擴展(zhan)主要有兩種機(ji)制(zhi):陽(yang)極(ji)溶(rong)解(jie)和氫(qing)(qing)(qing)脆。陽(yang)極(ji)溶(rong)解(jie)和制(zhi)認(ren)為(wei),機(ji)械破裂(lie)造成(cheng)的(de)新鮮表面在(zai)腐蝕環(huan)境(jing)中遭到陽(yang)極(ji)溶(rong)解(jie),從(cong)而(er)(er)增(zeng)大裂(lie)紋擴展(zhan)速(su)率(lv)。氫(qing)(qing)(qing)脆機(ji)制(zhi)認(ren)為(wei),當氫(qing)(qing)(qing)進入(ru)金屬裂(lie)縫(feng)尖(jian)端,弱化了金屬鍵,在(zai)下一循環(huan)載荷時增(zeng)大了裂(lie)紋的(de)擴展(zhan)。近年的(de)一些看法認(ren)為(wei),這是兩個(ge)相互關聯的(de)過(guo)程。陽(yang)極(ji)溶(rong)解(jie)使局部裂(lie)紋尖(jian)端環(huan)境(jing)中的(de)pH降(jiang)低,從(cong)而(er)(er)增(zeng)加氫(qing)(qing)(qing)進入(ru)金屬裂(lie)紋尖(jian)端的(de)概率(lv)。

