不銹鋼的腐蝕(shi)(shi)疲勞(lao)(lao)(lao)極限一般界(jie)定為在(zai)指定的循環次數的強度(du)。腐蝕(shi)(shi)疲勞(lao)(lao)(lao)的斷口也(ye)由三部分(fen)組成:疲勞(lao)(lao)(lao)源、疲勞(lao)(lao)(lao)裂(lie)紋擴展區(qu)和瞬(shun)時斷裂(lie)區(qu)。在(zai)疲勞(lao)(lao)(lao)裂(lie)紋擴展區(qu)往往覆蓋有腐蝕(shi)(shi)產物,瞬(shun)時斷裂(lie)區(qu)與一般疲勞(lao)(lao)(lao)斷口相(xiang)同。腐蝕(shi)(shi)疲勞(lao)(lao)(lao)可劃分(fen)為四種(zhong)形式:
(1)在腐蝕(shi)全(quan)過(guo)程中,金屬處于(yu)活化(hua)狀態。腐蝕(shi)疲勞裂(lie)紋(wen)往(wang)往(wang)產(chan)生于(yu)蝕(shi)孔(kong)的(de)底部,斷口粗糙,裂(lie)紋(wen)上覆蓋有腐蝕(shi)產(chan)物(wu)。
(2)在破裂過程中,金屬處(chu)于鈍化狀(zhuang)態,沒有蝕孔(kong),只(zhi)有少數(shu)裂紋,這種(zhong)腐蝕疲勞難(nan)于與通(tong)常的疲勞相(xiang)區別(bie)。
(3)腐蝕(shi)疲勞處于不穩定的鈍(dun)化狀態(tai),開始時(shi)金(jin)屬處于鈍(dun)化狀態(tai),經一定循環周(zhou)次后,由于位錯(cuo)移動產生的擠出(chu)型滑移臺(tai)階使金(jin)屬變為活(huo)化狀態(tai)。
(4)腐蝕疲勞處于(yu)受干(gan)擾的(de)鈍化狀態(tai),如腐蝕疲勞與應(ying)力腐蝕破(po)裂、點蝕或晶(jing)間腐蝕疊加發生。
許多雙相不銹(xiu)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(bu)銹鋼(gang)腐(fu)蝕疲勞裂紋源的形成機制有多種模型:
a. 點蝕形成裂紋機制
點蝕坑(keng)成為應(ying)力集中的(de)(de)地方,在循環(huan)應(ying)力的(de)(de)作用下(xia),蝕坑(keng)處出現滑移臺階(jie),然(ran)后滑移臺階(jie)優(you)先溶(rong)解,形成裂紋源。
b. 吸附理論
介質中(zhong)(zhong)活(huo)性離子被金屬(shu)表(biao)面吸附,在微觀縫隙處(chu)產生楔子作用,應力集中(zhong)(zhong),并降低金屬(shu)結合力,成為疲勞源(yuan)。
c. 滑移溶解機制
在(zai)循環應力下,滑移過(guo)程出現滑移臺階,破壞了(le)表(biao)面的鈍(dun)化膜而暴露出新(xin)鮮金屬表(biao)面,新(xin)鮮金屬表(biao)面被(bei)溶(rong)解。在(zai)反(fan)向滑移時,被(bei)溶(rong)解的表(biao)面不能重新(xin)閉合(he)。這樣在(zai)循環應力下,滑移臺階不斷(duan)被(bei)溶(rong)解,促進(jin)了(le)裂紋的萌生。
d. 表面膜破裂機制
在(zai)循(xun)環應力作用(yong)下,表面膜(mo)(mo)破裂(lie),破裂(lie)處(chu)成(cheng)為(wei)微(wei)陽極,周圍膜(mo)(mo)成(cheng)為(wei)大陰極,在(zai)介質和(he)應力共同作用(yong)下,膜(mo)(mo)破裂(lie)處(chu)較快地溶解成(cheng)為(wei)疲勞裂(lie)紋(wen)核心(xin)。
腐蝕疲勞(lao)裂(lie)紋(wen)的(de)擴展主要有兩(liang)種機制(zhi):陽(yang)極溶(rong)解和氫脆。陽(yang)極溶(rong)解和制(zhi)認為(wei),機械破(po)裂(lie)造成的(de)新鮮表面在腐蝕環(huan)境中遭到陽(yang)極溶(rong)解,從而增大裂(lie)紋(wen)擴展速(su)率。氫脆機制(zhi)認為(wei),當氫進(jin)入(ru)金(jin)屬裂(lie)縫尖(jian)(jian)端,弱化了金(jin)屬鍵(jian),在下一(yi)循環(huan)載荷時增大了裂(lie)紋(wen)的(de)擴展。近年的(de)一(yi)些看法認為(wei),這是兩(liang)個相互關(guan)聯(lian)的(de)過程。陽(yang)極溶(rong)解使局部裂(lie)紋(wen)尖(jian)(jian)端環(huan)境中的(de)pH降(jiang)低,從而增加(jia)氫進(jin)入(ru)金(jin)屬裂(lie)紋(wen)尖(jian)(jian)端的(de)概率。