不銹鋼的腐蝕(shi)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)極限一般(ban)界定(ding)為在指定(ding)的循環次數的強度。腐蝕(shi)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)的斷(duan)口(kou)也由三部(bu)分(fen)組成:疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)源(yuan)、疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)裂(lie)(lie)紋擴展(zhan)區和瞬(shun)時(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)區。在疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)裂(lie)(lie)紋擴展(zhan)區往往覆蓋有腐蝕(shi)產物,瞬(shun)時(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)區與一般(ban)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)斷(duan)口(kou)相同。腐蝕(shi)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)可劃分(fen)為四種形式:
(1)在(zai)腐(fu)蝕全過程中,金屬處于活化狀態。腐(fu)蝕疲勞裂(lie)紋往(wang)往(wang)產(chan)生于蝕孔的底部,斷口粗糙,裂(lie)紋上覆(fu)蓋有腐(fu)蝕產(chan)物。
(2)在破(po)裂過(guo)程中,金屬(shu)處于鈍化(hua)狀態(tai),沒有蝕孔(kong),只有少數裂紋,這種腐蝕疲勞難于與通常的疲勞相(xiang)區別。
(3)腐蝕(shi)疲勞處于(yu)不穩定(ding)的鈍化(hua)狀(zhuang)態,開始時金(jin)屬處于(yu)鈍化(hua)狀(zhuang)態,經一(yi)定(ding)循環周次(ci)后,由于(yu)位錯移(yi)動(dong)產生的擠出型(xing)滑移(yi)臺階使金(jin)屬變為(wei)活(huo)化(hua)狀(zhuang)態。
(4)腐(fu)蝕(shi)(shi)疲(pi)勞處于受干擾的鈍化狀態,如(ru)腐(fu)蝕(shi)(shi)疲(pi)勞與(yu)應力腐(fu)蝕(shi)(shi)破裂(lie)、點(dian)蝕(shi)(shi)或晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)疊加發(fa)生。
許多雙相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(xiu)鋼腐蝕疲勞裂(lie)紋(wen)源(yuan)的形成機制有多種模型:
a. 點蝕形成(cheng)裂(lie)紋機制(zhi)
點蝕坑成(cheng)為應(ying)力集中的地方,在循環(huan)應(ying)力的作用(yong)下,蝕坑處出現(xian)滑移(yi)臺階,然后滑移(yi)臺階優先溶解,形成(cheng)裂紋源。
b. 吸附理(li)論(lun)
介質中活(huo)性(xing)離子(zi)被金屬表面吸附(fu),在(zai)微觀(guan)縫隙處(chu)產生楔子(zi)作用,應力集中,并降低金屬結合(he)力,成為疲勞(lao)源。
c. 滑移溶解機制
在循環應(ying)力下,滑(hua)移(yi)過程出現(xian)滑(hua)移(yi)臺階,破(po)壞(huai)了表面(mian)的鈍化膜而暴露(lu)出新(xin)鮮(xian)金(jin)屬表面(mian),新(xin)鮮(xian)金(jin)屬表面(mian)被溶(rong)解。在反向滑(hua)移(yi)時,被溶(rong)解的表面(mian)不(bu)能(neng)重新(xin)閉合(he)。這樣在循環應(ying)力下,滑(hua)移(yi)臺階不(bu)斷被溶(rong)解,促進了裂紋的萌生。
d. 表面(mian)膜(mo)破裂機制
在循(xun)環(huan)應力作用下,表面膜破裂(lie),破裂(lie)處成(cheng)為微陽極(ji),周圍膜成(cheng)為大(da)陰極(ji),在介質(zhi)和應力共同作用下,膜破裂(lie)處較快地溶解成(cheng)為疲勞裂(lie)紋核心。
腐蝕疲勞裂紋(wen)的(de)(de)擴展(zhan)主要有兩種(zhong)機制:陽極溶解(jie)(jie)和氫(qing)脆(cui)。陽極溶解(jie)(jie)和制認(ren)為,機械(xie)破裂造(zao)成的(de)(de)新鮮(xian)表面在(zai)腐蝕環境中遭到陽極溶解(jie)(jie),從而增(zeng)(zeng)大裂紋(wen)擴展(zhan)速率。氫(qing)脆(cui)機制認(ren)為,當氫(qing)進入金(jin)屬裂縫(feng)尖端(duan),弱化了金(jin)屬鍵(jian),在(zai)下一循環載荷時(shi)增(zeng)(zeng)大了裂紋(wen)的(de)(de)擴展(zhan)。近年的(de)(de)一些看法(fa)認(ren)為,這是兩個相(xiang)互關聯的(de)(de)過(guo)程。陽極溶解(jie)(jie)使局(ju)部裂紋(wen)尖端(duan)環境中的(de)(de)pH降低,從而增(zeng)(zeng)加氫(qing)進入金(jin)屬裂紋(wen)尖端(duan)的(de)(de)概率。