不銹鋼的(de)腐蝕疲(pi)勞(lao)(lao)極限一(yi)般界定(ding)(ding)為在指定(ding)(ding)的(de)循環(huan)次數的(de)強度(du)。腐蝕疲(pi)勞(lao)(lao)的(de)斷口也由三(san)部(bu)分(fen)組成:疲(pi)勞(lao)(lao)源、疲(pi)勞(lao)(lao)裂(lie)紋擴(kuo)展區和瞬時斷裂(lie)區。在疲(pi)勞(lao)(lao)裂(lie)紋擴(kuo)展區往往覆蓋有腐蝕產物,瞬時斷裂(lie)區與一(yi)般疲(pi)勞(lao)(lao)斷口相同(tong)。腐蝕疲(pi)勞(lao)(lao)可劃分(fen)為四種形式:
(1)在腐蝕(shi)全過程(cheng)中,金屬(shu)處于(yu)(yu)活化(hua)狀態。腐蝕(shi)疲勞裂紋(wen)往往產生于(yu)(yu)蝕(shi)孔的底部,斷口粗糙(cao),裂紋(wen)上覆蓋有腐蝕(shi)產物。
(2)在(zai)破(po)裂過程中,金(jin)屬處于鈍化狀態,沒有(you)蝕孔,只有(you)少數裂紋(wen),這種腐蝕疲勞(lao)難于與通(tong)常(chang)的(de)疲勞(lao)相區(qu)別。
(3)腐蝕疲勞(lao)處于(yu)不(bu)穩定的(de)鈍化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai),開始時(shi)金(jin)屬處于(yu)鈍化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai),經一定循環周(zhou)次后,由于(yu)位錯移動產生(sheng)的(de)擠出(chu)型滑移臺階使金(jin)屬變(bian)為活化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)。
(4)腐蝕(shi)疲勞處于受干擾的鈍化狀(zhuang)態(tai),如腐蝕(shi)疲勞與(yu)應力腐蝕(shi)破裂、點蝕(shi)或晶間腐蝕(shi)疊加發生。
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。
不銹鋼腐蝕疲勞裂(lie)紋源的形成機制(zhi)有多種模型(xing):
a. 點蝕形成裂紋機制
點蝕坑成為應(ying)力(li)集中的(de)地方,在(zai)循環應(ying)力(li)的(de)作用下,蝕坑處出現滑移臺(tai)階(jie),然后滑移臺(tai)階(jie)優(you)先溶(rong)解,形成裂紋源(yuan)。
b. 吸附理論
介質中活性離子被(bei)金屬表面吸附,在(zai)微(wei)觀縫隙處產生楔子作用,應力集中,并(bing)降低金屬結合(he)力,成為疲(pi)勞源。
c. 滑移溶解機(ji)制(zhi)
在(zai)循環應(ying)力下(xia),滑移(yi)過程(cheng)出現滑移(yi)臺(tai)階,破壞(huai)了表面的鈍(dun)化膜而暴露出新(xin)鮮(xian)金屬表面,新(xin)鮮(xian)金屬表面被(bei)溶(rong)解。在(zai)反(fan)向滑移(yi)時,被(bei)溶(rong)解的表面不能重新(xin)閉合。這樣在(zai)循環應(ying)力下(xia),滑移(yi)臺(tai)階不斷被(bei)溶(rong)解,促進了裂紋的萌生。
d. 表面(mian)膜(mo)破裂機(ji)制
在(zai)循環(huan)應力作用下,表面(mian)膜破(po)裂(lie)(lie)(lie),破(po)裂(lie)(lie)(lie)處成(cheng)為微陽極(ji),周圍膜成(cheng)為大陰極(ji),在(zai)介質和(he)應力共同作用下,膜破(po)裂(lie)(lie)(lie)處較快地溶(rong)解成(cheng)為疲勞(lao)裂(lie)(lie)(lie)紋核心。
腐(fu)蝕(shi)疲勞裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)的(de)擴展(zhan)主要有(you)兩種(zhong)機制:陽(yang)極溶解和(he)氫脆。陽(yang)極溶解和(he)制認(ren)為,機械破(po)裂(lie)(lie)造成的(de)新鮮表面在腐(fu)蝕(shi)環境(jing)中遭到陽(yang)極溶解,從而(er)增(zeng)大裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)擴展(zhan)速率(lv)。氫脆機制認(ren)為,當氫進入金屬裂(lie)(lie)縫尖端,弱化了(le)金屬鍵,在下一循環載(zai)荷時增(zeng)大了(le)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)的(de)擴展(zhan)。近年(nian)的(de)一些看法認(ren)為,這是(shi)兩個(ge)相互關聯的(de)過程。陽(yang)極溶解使局(ju)部裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)尖端環境(jing)中的(de)pH降(jiang)低,從而(er)增(zeng)加氫進入金屬裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)尖端的(de)概率(lv)。

