有許多理論對應力腐(fu)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(lu)型應力腐蝕
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。

2. 應變(bian)產生活性通道應力腐(fu)蝕
應(ying)變產(chan)生(sheng)(sheng)活性通道應(ying)力(li)腐蝕是指鈍化膜(mo)在(zai)應(ying)力(li)作用(yong)下同金(jin)屬(shu)基體一起變形(xing)時發(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)破(po)裂,裂隙處暴露(lu)出(chu)的(de)金(jin)屬(shu)成為活化陽極,發(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)溶(rong)解。在(zai)腐蝕過程(cheng)中(zhong),鈍化膜(mo)破(po)壞的(de)同時又(you)會使(shi)破(po)裂的(de)鈍化膜(mo)修復,在(zai)連續發(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)應(ying)變的(de)條件下修復的(de)鈍化膜(mo)又(you)遭破(po)壞。此(ci)過程(cheng)周而復始不斷發(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng),當應(ying)力(li)超過修復后鈍化膜(mo)的(de)強度,應(ying)力(li)腐蝕即可發(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng),直至脆斷,如圖3-7所(suo)示(shi)。該理(li)論著重(zhong)說明(ming)了應(ying)力(li)的(de)重(zhong)要作用(yong)。
3. 氫脆型應力(li)腐(fu)蝕(shi)
腐(fu)蝕電(dian)池是(shi)由(you)小陰(yin)(yin)極(ji)(ji)(ji)和(he)大(da)陽極(ji)(ji)(ji)組成,這(zhe)時大(da)陽極(ji)(ji)(ji)發生溶解(jie)表(biao)現為均勻性(xing)(xing)腐(fu)蝕。小陰(yin)(yin)極(ji)(ji)(ji)區(qu)的陰(yin)(yin)極(ji)(ji)(ji)過(guo)程(cheng)中,如果發生析氫(qing)(qing)的話,將(jiang)發生陰(yin)(yin)極(ji)(ji)(ji)區(qu)金屬(shu)的集(ji)中性(xing)(xing)滲氫(qing)(qing),在持續載(zai)荷(he)作用下氫(qing)(qing)促(cu)進(jin)塑性(xing)(xing)應(ying)(ying)變而導致(zhi)脆斷,應(ying)(ying)力腐(fu)蝕就會順(shun)利發展。隨著裂紋的發展,裂紋尖(jian)端(duan)應(ying)(ying)力(裂尖(jian)應(ying)(ying)力)、應(ying)(ying)變集(ji)中促(cu)進(jin)金屬(shu)中氫(qing)(qing)往裂紋尖(jian)端(duan)中聚集(ji)(叫(jiao)做應(ying)(ying)力誘導擴散(san)),最終導致(zhi)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕斷裂。氫(qing)(qing)脆裂紋擴散(san)機理的示(shi)意圖如圖3-8所示(shi)。

