不銹鋼的腐(fu)蝕疲(pi)勞極限(xian)一般界定為在(zai)指定的循環(huan)次數的強度(du)。腐(fu)蝕疲(pi)勞的斷(duan)口也由三部(bu)分(fen)(fen)組(zu)成:疲(pi)勞源、疲(pi)勞裂(lie)(lie)紋擴展區和瞬時(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)區。在(zai)疲(pi)勞裂(lie)(lie)紋擴展區往(wang)往(wang)覆蓋(gai)有腐(fu)蝕產(chan)物,瞬時(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)區與一般疲(pi)勞斷(duan)口相同(tong)。腐(fu)蝕疲(pi)勞可劃分(fen)(fen)為四(si)種形式:
(1)在腐蝕全過程中,金屬處于(yu)活化狀(zhuang)態。腐蝕疲勞(lao)裂(lie)紋往往產生于(yu)蝕孔的底部,斷(duan)口(kou)粗糙,裂(lie)紋上覆(fu)蓋有腐蝕產物。
(2)在(zai)破裂(lie)過(guo)程中,金(jin)屬處于鈍化狀態,沒有蝕孔(kong),只有少(shao)數裂(lie)紋(wen),這種腐蝕疲(pi)勞難于與通常的(de)疲(pi)勞相區別。
(3)腐蝕疲勞處于(yu)不穩(wen)定(ding)的鈍(dun)化(hua)(hua)狀態(tai),開始時(shi)金(jin)屬處于(yu)鈍(dun)化(hua)(hua)狀態(tai),經一定(ding)循環(huan)周次后,由(you)于(yu)位錯移動產生的擠出型(xing)滑移臺(tai)階(jie)使金(jin)屬變為活(huo)化(hua)(hua)狀態(tai)。
(4)腐蝕(shi)(shi)(shi)疲勞處(chu)于受(shou)干擾的(de)鈍化狀態,如腐蝕(shi)(shi)(shi)疲勞與應力腐蝕(shi)(shi)(shi)破(po)裂、點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)或晶間(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)疊(die)加(jia)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(fu)蝕疲勞(lao)裂紋源的形(xing)成機制(zhi)有多種模(mo)型:
a. 點(dian)蝕形(xing)成裂紋機制
點蝕坑成為應力集中的地方,在循環應力的作用下,蝕坑處(chu)出現滑移臺階(jie),然(ran)后滑移臺階(jie)優先溶解,形成裂紋源。
b. 吸附理論
介質中(zhong)活性離子被金屬(shu)表面吸附,在微觀縫隙處(chu)產生楔(xie)子作用(yong),應(ying)力(li)集中(zhong),并降低(di)金屬(shu)結合(he)力(li),成為(wei)疲勞源。
c. 滑移溶解機(ji)制(zhi)
在循環應(ying)力下(xia)(xia),滑(hua)移(yi)過程出現(xian)滑(hua)移(yi)臺階(jie),破(po)壞了表面的鈍化膜而暴(bao)露出新鮮金屬(shu)表面,新鮮金屬(shu)表面被(bei)溶(rong)解(jie)。在反(fan)向滑(hua)移(yi)時,被(bei)溶(rong)解(jie)的表面不(bu)能(neng)重新閉合(he)。這樣在循環應(ying)力下(xia)(xia),滑(hua)移(yi)臺階(jie)不(bu)斷(duan)被(bei)溶(rong)解(jie),促進了裂紋的萌生(sheng)。
d. 表面膜破裂機制
在(zai)循環應力作用(yong)下,表面(mian)膜破裂(lie),破裂(lie)處成(cheng)為(wei)(wei)微陽極,周圍膜成(cheng)為(wei)(wei)大陰(yin)極,在(zai)介質(zhi)和(he)應力共同作用(yong)下,膜破裂(lie)處較快地(di)溶解成(cheng)為(wei)(wei)疲勞裂(lie)紋核心。
腐(fu)蝕(shi)疲(pi)勞裂(lie)紋(wen)的擴展主要有兩種(zhong)機(ji)制:陽(yang)極(ji)溶(rong)解和氫(qing)脆。陽(yang)極(ji)溶(rong)解和制認為,機(ji)械(xie)破裂(lie)造成的新鮮(xian)表面(mian)在腐(fu)蝕(shi)環(huan)境中遭到陽(yang)極(ji)溶(rong)解,從而(er)增大(da)裂(lie)紋(wen)擴展速率。氫(qing)脆機(ji)制認為,當氫(qing)進入金屬裂(lie)縫(feng)尖端(duan),弱化了(le)金屬鍵(jian),在下(xia)一循環(huan)載荷(he)時(shi)增大(da)了(le)裂(lie)紋(wen)的擴展。近年的一些(xie)看(kan)法認為,這是兩個相互關(guan)聯的過程(cheng)。陽(yang)極(ji)溶(rong)解使局部裂(lie)紋(wen)尖端(duan)環(huan)境中的pH降低,從而(er)增加氫(qing)進入金屬裂(lie)紋(wen)尖端(duan)的概率。

