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(li)腐蝕(shi)斷裂(lie)有如下三個共同特征。


  ①. 應力必須是(shi)拉伸的(de),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、奧氏體不銹鋼(gang)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。


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  ③. 斷裂速度(0.001~0.3cm/h)遠大(da)于沒(mei)有應力時的腐蝕(shi)破壞速度,但又小于單(dan)純(chun)的力學斷裂速度,斷口屬于脆斷型。


  應力(li)腐蝕裂(lie)(lie)紋是在(zai)奧氏體不銹鋼管中,在(zai)焊接部分等的(de)殘余應力(li)和特定的(de)腐蝕條件(jian)下發生的(de)應力(li)腐蝕裂(lie)(lie)紋(SCC)。


  奧氏體型不(bu)銹(xiu)鋼雖(sui)然具有優越的(de)耐腐(fu)蝕性,但是(shi),在特(te)定的(de)腐(fu)蝕條(tiao)件下,易發(fa)生應力腐(fu)蝕裂(lie)紋(wen)(SCC)。應力腐(fu)蝕裂(lie)紋(wen)是(shi)由拉伸應力和腐(fu)蝕兩種(zhong)因素共(gong)同作用而引起的(de)斷裂(lie)狀腐(fu)蝕。一般情況是(shi)在含有氯離子(Cl-)的(de)環(huan)境中,處(chu)于拉伸應力狀態下發(fa)生的(de)。


 圖3-7顯(xian)示(shi)的是一個熱交換器用不銹鋼管,發(fa)生的應力腐蝕開裂的實例。


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  不(bu)銹鋼(gang)管(guan)的(de)(de)表面狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態分為(wei)活性狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態、活化(hua)鈍(dun)化(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態、鈍(dun)化(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態及過鈍(dun)化(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態四種,參看(kan)圖(tu)1-5不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)極(ji)(ji)化(hua)曲線。應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)發生(sheng)(sheng)(sheng)在(zai)(zai)活性狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態、活性鈍(dun)化(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態及過鈍(dun)化(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態三(san)種情況下,尤其是(shi)(shi)在(zai)(zai)中(zhong)性(介質)附(fu)近的(de)(de)鈍(dun)化(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態中(zhong),引起的(de)(de)比較(jiao)多。在(zai)(zai)活性態中(zhong)的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)是(shi)(shi)不(bu)銹鋼(gang)表面腐蝕(shi)。在(zai)(zai)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)造成的(de)(de)局(ju)部(bu)破(po)壞部(bu)位上(shang),陽(yang)極(ji)(ji)溶解(jie)快速進行(xing)成為(wei)裂(lie)(lie)紋(wen)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang),當有氯(lv)(lv)離子(Cl-)存(cun)(cun)在(zai)(zai)時,才(cai)會促(cu)進陽(yang)極(ji)(ji)溶解(jie)。在(zai)(zai)中(zhong)性附(fu)近的(de)(de)鈍(dun)化(hua)中(zhong),在(zai)(zai)不(bu)銹鋼(gang)表面鈍(dun)化(hua)薄(bo)膜發生(sheng)(sheng)(sheng)嚴重(zhong)破(po)壞時,應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)反而不(bu)發生(sheng)(sheng)(sheng),只有在(zai)(zai)氯(lv)(lv)離子(Cl-)存(cun)(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)鈍(dun)化(hua)薄(bo)膜被破(po)壞,進行(xing)局(ju)部(bu)的(de)(de)陽(yang)極(ji)(ji)溶解(jie),由于(yu)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)存(cun)(cun)在(zai)(zai)使之(zhi)發生(sheng)(sheng)(sheng)并(bing)傳(chuan)播(bo),就(jiu)會產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)。斷裂(lie)(lie)是(shi)(shi)在(zai)(zai)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)垂直角方(fang)向上(shang)發生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de),一般是(shi)(shi)邊產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)邊發展。作為(wei)使用環(huan)境來講,幾(ji)乎全部(bu)是(shi)(shi)發生(sheng)(sheng)(sheng)在(zai)(zai)所有氯(lv)(lv)離子(Cl-)環(huan)境中(zhong)。其他如高濃度(du)的(de)(de)堿或酸也(ye)會引起應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)。表3-9列(lie)出了幾(ji)種不(bu)銹鋼(gang)系列(lie)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)的(de)(de)介質。


  不銹鋼管(guan)只有在鈍化狀(zhuang)態(tai)下才是(shi)耐腐蝕的,它有最小(xiao)的腐蝕電流,腐蝕速度很(hen)小(xiao)。


  溫度對其影響很大,溫度越(yue)高則應(ying)(ying)力(li)腐蝕裂(lie)(lie)紋越(yue)容易發生(sheng)。在實際環境(jing)中,在70℃以下的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)腐蝕裂(lie)(lie)紋的(de)(de)實例(li)幾(ji)乎沒(mei)有,如圖3-8所示。這里所說的(de)(de)應(ying)(ying)力(li),包(bao)括操作時(shi)的(de)(de)動(dong)作應(ying)(ying)力(li)、熱應(ying)(ying)力(li)、裝(zhuang)置的(de)(de)約束應(ying)(ying)力(li)、冷加工以及(ji)焊接時(shi)的(de)(de)殘余應(ying)(ying)力(li)等。減少和防止應(ying)(ying)力(li)腐蝕裂(lie)(lie)紋的(de)(de)對策列于(yu)表(biao)3-10。


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