凡是應力和腐蝕介質共同作用引起的斷裂,稱為應力腐蝕破壞。一般所說的應力腐蝕是一種較為復雜的現象。當應力不存在時,腐蝕十分微小;而施加應力經過一段時間后,金屬會在腐蝕并不嚴重的情況下發生脆斷。這類應力腐蝕斷裂有如下三個共同特征。
①. 應力必須是拉伸的,拉伸應力愈大,則斷裂時間愈短。
②. 腐蝕介質是特定的,只有某些金屬與介質的組合才會產生應力腐蝕斷裂,例如,黃銅的氨脆、鍋爐鋼的堿脆、低碳鋼的硝脆、高強度鋼的氫脆、奧氏體不(bu)銹鋼管的氯脆等。使不銹鋼產生應力腐蝕的介質和金屬的組合例子,列于表3-9。

③. 斷裂速度(0.001~0.3cm/h)遠大于沒有應力時的腐(fu)蝕破壞速度,但(dan)又小于單純的力學斷裂速度,斷口屬于脆斷型(xing)。
應力腐(fu)蝕(shi)裂(lie)紋(wen)是在奧氏體不銹鋼管中,在焊接(jie)部分等的(de)殘余應力和特定的(de)腐(fu)蝕(shi)條件下發生的(de)應力腐(fu)蝕(shi)裂(lie)紋(wen)(SCC)。
奧氏體型(xing)不銹鋼雖然具有優(you)越的耐腐(fu)(fu)蝕(shi)性,但是,在(zai)特定的腐(fu)(fu)蝕(shi)條(tiao)件下,易發生(sheng)應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)裂(lie)(lie)紋(SCC)。應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)裂(lie)(lie)紋是由拉(la)伸應(ying)(ying)力和腐(fu)(fu)蝕(shi)兩種因素(su)共同作(zuo)用而引起(qi)的斷裂(lie)(lie)狀腐(fu)(fu)蝕(shi)。一般情況是在(zai)含有氯(lv)離子(Cl-)的環境中,處(chu)于拉(la)伸應(ying)(ying)力狀態下發生(sheng)的。
圖3-7顯示的是一(yi)個(ge)熱交(jiao)換器用(yong)不銹鋼(gang)管,發生的應力腐蝕(shi)開裂的實(shi)例。

不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表面狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)分為活性狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)、活化(hua)(hua)(hua)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)、鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)及(ji)過鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)四(si)種(zhong)(zhong),參看圖1-5不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)極(ji)化(hua)(hua)(hua)曲(qu)線(xian)。應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)裂(lie)紋(wen)發(fa)(fa)生在(zai)(zai)活性狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)、活性鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)及(ji)過鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)三種(zhong)(zhong)情況下(xia),尤其是在(zai)(zai)中(zhong)性(介質(zhi))附近的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)中(zhong),引(yin)起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)較多(duo)。在(zai)(zai)活性態(tai)(tai)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)裂(lie)紋(wen)是不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)表面腐(fu)(fu)蝕(shi)。在(zai)(zai)應(ying)(ying)(ying)力造成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)局部(bu)破壞部(bu)位上,陽極(ji)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)快速進(jin)行成為裂(lie)紋(wen)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang),當有氯(lv)離(li)子(zi)(Cl-)存(cun)在(zai)(zai)時(shi),才會促進(jin)陽極(ji)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)。在(zai)(zai)中(zhong)性附近的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)中(zhong),在(zai)(zai)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)表面鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)薄膜發(fa)(fa)生嚴(yan)重破壞時(shi),應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)裂(lie)紋(wen)反而(er)不(bu)(bu)發(fa)(fa)生,只有在(zai)(zai)氯(lv)離(li)子(zi)(Cl-)存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)薄膜被破壞,進(jin)行局部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)陽極(ji)溶(rong)(rong)解(jie)(jie),由于(yu)應(ying)(ying)(ying)力存(cun)在(zai)(zai)使之發(fa)(fa)生并傳播,就會產生應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)裂(lie)紋(wen)。斷(duan)裂(lie)是在(zai)(zai)應(ying)(ying)(ying)力垂直(zhi)角(jiao)方向上發(fa)(fa)生的(de)(de)(de)(de)(de)(de),一般是邊產生邊發(fa)(fa)展。作為使用環境來講,幾(ji)乎全(quan)部(bu)是發(fa)(fa)生在(zai)(zai)所有氯(lv)離(li)子(zi)(Cl-)環境中(zhong)。其他如(ru)高(gao)濃度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)堿(jian)或酸也(ye)會引(yin)起應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)裂(lie)紋(wen)。表3-9列出了幾(ji)種(zhong)(zhong)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)系(xi)列產生應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)介質(zhi)。
不銹鋼管(guan)只有(you)在鈍(dun)化(hua)狀態下(xia)才(cai)是耐腐蝕的(de),它有(you)最小的(de)腐蝕電流,腐蝕速度很小。
溫度對其影響很大,溫度越(yue)高則應(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)裂(lie)紋越(yue)容(rong)易發(fa)生。在(zai)實(shi)際環境中,在(zai)70℃以(yi)下的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)裂(lie)紋的(de)(de)實(shi)例幾乎沒(mei)有(you),如圖3-8所(suo)示。這(zhe)里(li)所(suo)說的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力,包括操作時的(de)(de)動(dong)作應(ying)(ying)(ying)力、熱應(ying)(ying)(ying)力、裝置的(de)(de)約束應(ying)(ying)(ying)力、冷加(jia)工(gong)以(yi)及焊接(jie)時的(de)(de)殘(can)余應(ying)(ying)(ying)力等。減(jian)少(shao)和防止應(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)裂(lie)紋的(de)(de)對策列于表3-10。


