有許多理論對應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. 活化通路型應力腐蝕(shi)
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. 應變產(chan)生(sheng)活性通道應力腐蝕
應(ying)變(bian)產生活(huo)性通道應(ying)力腐蝕(shi)是指鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜(mo)在應(ying)力作(zuo)用下同(tong)金屬基(ji)體一起變(bian)形時發(fa)生破裂,裂隙處暴露出的(de)金屬成為活(huo)化(hua)(hua)陽極,發(fa)生溶解。在腐蝕(shi)過(guo)程中(zhong),鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜(mo)破壞的(de)同(tong)時又(you)(you)會使破裂的(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜(mo)修(xiu)復,在連續發(fa)生應(ying)變(bian)的(de)條件下修(xiu)復的(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜(mo)又(you)(you)遭破壞。此過(guo)程周而復始不斷(duan)發(fa)生,當應(ying)力超過(guo)修(xiu)復后鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜(mo)的(de)強(qiang)度,應(ying)力腐蝕(shi)即可發(fa)生,直(zhi)至脆(cui)斷(duan),如圖3-7所(suo)示。該理論著重說(shuo)明了應(ying)力的(de)重要作(zuo)用。
3. 氫(qing)脆型(xing)應力腐蝕(shi)
腐蝕(shi)電池是由小陰(yin)(yin)極(ji)(ji)和大(da)陽極(ji)(ji)組成,這時大(da)陽極(ji)(ji)發(fa)(fa)生(sheng)溶(rong)解表現為均(jun)勻性腐蝕(shi)。小陰(yin)(yin)極(ji)(ji)區的(de)陰(yin)(yin)極(ji)(ji)過程中(zhong),如果發(fa)(fa)生(sheng)析氫的(de)話,將發(fa)(fa)生(sheng)陰(yin)(yin)極(ji)(ji)區金(jin)屬的(de)集中(zhong)性滲氫,在持續載荷作用下氫促進(jin)塑性應(ying)(ying)(ying)變(bian)而導致(zhi)(zhi)脆斷,應(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)就(jiu)會(hui)順利發(fa)(fa)展。隨著裂(lie)紋的(de)發(fa)(fa)展,裂(lie)紋尖端應(ying)(ying)(ying)力(裂(lie)尖應(ying)(ying)(ying)力)、應(ying)(ying)(ying)變(bian)集中(zhong)促進(jin)金(jin)屬中(zhong)氫往裂(lie)紋尖端中(zhong)聚(ju)集(叫做應(ying)(ying)(ying)力誘導擴(kuo)散(san)),最(zui)終導致(zhi)(zhi)應(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)斷裂(lie)。氫脆裂(lie)紋擴(kuo)散(san)機理的(de)示(shi)意(yi)圖如圖3-8所示(shi)。

