有許多理論對應(ying)力腐蝕現象進行解釋,現選其中比較常用的三種簡述如下:


1. 活化通路型(xing)應力腐蝕 


    從電化學腐蝕理論中知道,當腐蝕電池是一個大陰極和一個小陽極時,陽極的溶解表現為集中性腐蝕損傷。只要在腐蝕過程中,陽極始終保持處于裂紋的最前沿,裂尖處于活化狀態下而不鈍化,與此同時其他部位(包括裂紋斷口兩側)發生鈍化,則裂紋可以一直向前發展直至斷裂如圖3-6所示。從圖中可以看出,裂紋猶如一個閉塞電池,裂紋內尖端是一個陽極區。裂口內部聚集了一些沉淀物如Fe3O4·Fe(OH)3,將裂紋通道堵塞,而此時H可透過閉塞物質緩慢地向外擴散,內部消耗的H2O則通過滲透來補充。這樣又將其他活性離子(如Cl)帶入內部,促使內部腐蝕性增強,在應力作用下促使裂紋尖端區域鈍化膜破壞,將陽極進一步活化且更加集中,裂紋就進一步深入發展,直至斷裂。閉塞電池的實質是裂紋內部的電化學發展過程。若裂隙中沉淀物的體積大于破壞金屬的體積很多時,則出現脹裂力,使裂紋尖端應力增大,促使應力腐蝕裂紋的發展。這一理論著重說明了電化學過程的重要性。



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2. 應變(bian)產生活性通道應力(li)腐(fu)蝕 


   應(ying)變(bian)(bian)產(chan)生活性通道應(ying)力腐(fu)蝕是指鈍(dun)(dun)化(hua)膜(mo)在(zai)應(ying)力作用(yong)下同金屬基體(ti)一(yi)起變(bian)(bian)形時發(fa)生破(po)裂,裂隙處暴(bao)露(lu)出的(de)(de)(de)金屬成為活化(hua)陽(yang)極,發(fa)生溶解。在(zai)腐(fu)蝕過(guo)程中,鈍(dun)(dun)化(hua)膜(mo)破(po)壞(huai)的(de)(de)(de)同時又會使破(po)裂的(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)膜(mo)修(xiu)復(fu),在(zai)連續發(fa)生應(ying)變(bian)(bian)的(de)(de)(de)條件下修(xiu)復(fu)的(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)膜(mo)又遭破(po)壞(huai)。此過(guo)程周而復(fu)始不(bu)斷發(fa)生,當(dang)應(ying)力超過(guo)修(xiu)復(fu)后鈍(dun)(dun)化(hua)膜(mo)的(de)(de)(de)強(qiang)度,應(ying)力腐(fu)蝕即(ji)可發(fa)生,直至脆(cui)斷,如圖3-7所示。該理論(lun)著重(zhong)說明了應(ying)力的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)作用(yong)。


3. 氫脆型(xing)應(ying)力(li)腐蝕


  腐蝕(shi)(shi)電池是(shi)由(you)小陰極(ji)和大陽極(ji)組成,這(zhe)時大陽極(ji)發生(sheng)溶解(jie)表現為均勻性腐蝕(shi)(shi)。小陰極(ji)區的陰極(ji)過程中(zhong),如果發生(sheng)析氫(qing)(qing)的話,將發生(sheng)陰極(ji)區金屬的集(ji)中(zhong)性滲氫(qing)(qing),在持續載(zai)荷(he)作用下(xia)氫(qing)(qing)促進塑性應(ying)變而導致脆斷,應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)就會(hui)順利(li)發展(zhan)。隨著裂(lie)紋(wen)(wen)的發展(zhan),裂(lie)紋(wen)(wen)尖(jian)端應(ying)力(li)(li)(裂(lie)尖(jian)應(ying)力(li)(li))、應(ying)變集(ji)中(zhong)促進金屬中(zhong)氫(qing)(qing)往裂(lie)紋(wen)(wen)尖(jian)端中(zhong)聚集(ji)(叫做應(ying)力(li)(li)誘導擴散),最終導致應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)斷裂(lie)。氫(qing)(qing)脆裂(lie)紋(wen)(wen)擴散機理的示意圖(tu)如圖(tu)3-8所示。