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(ying)力(li)腐蝕斷裂有如下三個共同特征。


  ①. 應(ying)力(li)必須是拉(la)伸的,拉(la)伸應(ying)力(li)愈大,則斷裂時間(jian)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(duan)裂(lie)速度(du)(du)(0.001~0.3cm/h)遠大于沒有應力(li)時的腐(fu)蝕破壞速度(du)(du),但又小(xiao)于單純的力(li)學斷(duan)裂(lie)速度(du)(du),斷(duan)口屬于脆(cui)斷(duan)型。


  應力腐(fu)蝕裂紋是在奧氏體不銹鋼管中(zhong),在焊接部分(fen)等的殘(can)余應力和特定的腐(fu)蝕條件下發生的應力腐(fu)蝕裂紋(SCC)。


  奧氏體型(xing)不銹鋼雖然(ran)具(ju)有優越的(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing),但(dan)是,在特(te)定的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)條件(jian)下(xia),易發(fa)(fa)生應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)裂(lie)紋(SCC)。應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)裂(lie)紋是由(you)拉伸(shen)應(ying)(ying)力和腐(fu)蝕(shi)(shi)兩種因素共同作(zuo)用而引(yin)起的(de)(de)(de)(de)斷裂(lie)狀腐(fu)蝕(shi)(shi)。一般情況是在含有氯離子(zi)(Cl-)的(de)(de)(de)(de)環(huan)境中(zhong),處(chu)于拉伸(shen)應(ying)(ying)力狀態(tai)下(xia)發(fa)(fa)生的(de)(de)(de)(de)。


 圖3-7顯示的(de)是一個熱交(jiao)換(huan)器用不銹(xiu)鋼管,發(fa)生(sheng)的(de)應力腐蝕開裂(lie)的(de)實例。


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  不銹(xiu)鋼管的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)面狀(zhuang)態(tai)分(fen)為活性(xing)(xing)狀(zhuang)態(tai)、活化(hua)鈍(dun)(dun)化(hua)狀(zhuang)態(tai)、鈍(dun)(dun)化(hua)狀(zhuang)態(tai)及(ji)過鈍(dun)(dun)化(hua)狀(zhuang)態(tai)四種,參看圖1-5不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)極化(hua)曲線(xian)。應(ying)(ying)力腐(fu)蝕裂(lie)紋(wen)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)在(zai)(zai)活性(xing)(xing)狀(zhuang)態(tai)、活性(xing)(xing)鈍(dun)(dun)化(hua)狀(zhuang)態(tai)及(ji)過鈍(dun)(dun)化(hua)狀(zhuang)態(tai)三種情況下,尤(you)其(qi)是(shi)(shi)在(zai)(zai)中(zhong)性(xing)(xing)(介(jie)質)附近的(de)(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)狀(zhuang)態(tai)中(zhong),引(yin)起的(de)(de)(de)(de)比較多。在(zai)(zai)活性(xing)(xing)態(tai)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕裂(lie)紋(wen)是(shi)(shi)不銹(xiu)鋼表(biao)(biao)面腐(fu)蝕。在(zai)(zai)應(ying)(ying)力造成(cheng)的(de)(de)(de)(de)局部破壞(huai)(huai)(huai)部位上(shang),陽極溶(rong)解(jie)(jie)快速進行(xing)(xing)成(cheng)為裂(lie)紋(wen)狀(zhuang),當有氯離(li)子(Cl-)存(cun)(cun)在(zai)(zai)時,才(cai)會(hui)促進陽極溶(rong)解(jie)(jie)。在(zai)(zai)中(zhong)性(xing)(xing)附近的(de)(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)中(zhong),在(zai)(zai)不銹(xiu)鋼表(biao)(biao)面鈍(dun)(dun)化(hua)薄膜發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)嚴重破壞(huai)(huai)(huai)時,應(ying)(ying)力腐(fu)蝕裂(lie)紋(wen)反而不發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng),只有在(zai)(zai)氯離(li)子(Cl-)存(cun)(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)薄膜被(bei)破壞(huai)(huai)(huai),進行(xing)(xing)局部的(de)(de)(de)(de)陽極溶(rong)解(jie)(jie),由于應(ying)(ying)力存(cun)(cun)在(zai)(zai)使之發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)并傳(chuan)播,就(jiu)會(hui)產生(sheng)(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕裂(lie)紋(wen)。斷裂(lie)是(shi)(shi)在(zai)(zai)應(ying)(ying)力垂(chui)直角方向上(shang)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de),一(yi)般是(shi)(shi)邊(bian)產生(sheng)(sheng)(sheng)邊(bian)發(fa)(fa)展。作為使用環(huan)境(jing)來講,幾乎全部是(shi)(shi)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)在(zai)(zai)所有氯離(li)子(Cl-)環(huan)境(jing)中(zhong)。其(qi)他如(ru)高濃度的(de)(de)(de)(de)堿或酸也會(hui)引(yin)起應(ying)(ying)力腐(fu)蝕裂(lie)紋(wen)。表(biao)(biao)3-9列(lie)出(chu)了幾種不銹(xiu)鋼系列(lie)產生(sheng)(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)介(jie)質。


  不銹鋼(gang)管只(zhi)有在鈍(dun)化狀態下才是(shi)耐腐蝕(shi)的(de),它有最小的(de)腐蝕(shi)電流(liu),腐蝕(shi)速度很小。


  溫度對(dui)其影響很大,溫度越高(gao)則應(ying)力(li)腐蝕裂(lie)(lie)紋(wen)越容易(yi)發生。在實(shi)際環境中(zhong),在70℃以下的應(ying)力(li)腐蝕裂(lie)(lie)紋(wen)的實(shi)例幾乎沒有,如圖3-8所示。這(zhe)里(li)所說的應(ying)力(li),包括操作(zuo)時的動作(zuo)應(ying)力(li)、熱(re)應(ying)力(li)、裝置的約束應(ying)力(li)、冷加工以及焊(han)接時的殘余應(ying)力(li)等。減少和防止應(ying)力(li)腐蝕裂(lie)(lie)紋(wen)的對(dui)策列于表(biao)3-10。


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