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(ying)力必須是拉伸的,拉伸應(ying)力愈大(da),則斷(duan)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)(duan)裂速度(du)(0.001~0.3cm/h)遠(yuan)大(da)于(yu)沒有應力時的腐蝕破(po)壞速度(du),但(dan)又小于(yu)單純的力學斷(duan)(duan)裂速度(du),斷(duan)(duan)口屬于(yu)脆斷(duan)(duan)型。


  應力(li)(li)腐(fu)蝕裂紋是(shi)在奧氏體不(bu)銹鋼管(guan)中(zhong),在焊接(jie)部分等的殘(can)余應力(li)(li)和特定的腐(fu)蝕條件下(xia)發生的應力(li)(li)腐(fu)蝕裂紋(SCC)。


  奧氏體型不銹鋼雖(sui)然具有優越的(de)(de)耐腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕性,但是,在特定(ding)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕條件下,易發生應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕裂紋(SCC)。應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕裂紋是由拉伸應(ying)(ying)力(li)(li)和腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕兩(liang)種因素共同作用而引起的(de)(de)斷裂狀腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕。一般情況是在含有氯離子(Cl-)的(de)(de)環(huan)境中,處(chu)于拉伸應(ying)(ying)力(li)(li)狀態下發生的(de)(de)。


 圖3-7顯示的(de)是一個熱交換器用不銹(xiu)鋼管(guan),發生的(de)應力(li)腐蝕開裂的(de)實例。


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  不銹(xiu)鋼(gang)管的(de)(de)(de)表面狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)分(fen)為活(huo)性(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)、活(huo)化(hua)鈍化(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)、鈍化(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)及過鈍化(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)四種,參看圖1-5不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)極化(hua)曲(qu)線。應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)裂紋發生(sheng)(sheng)在(zai)(zai)(zai)活(huo)性(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)、活(huo)性(xing)(xing)鈍化(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)及過鈍化(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)三種情(qing)況(kuang)下,尤其是(shi)在(zai)(zai)(zai)中(zhong)(zhong)(zhong)性(xing)(xing)(介質)附(fu)近的(de)(de)(de)鈍化(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)中(zhong)(zhong)(zhong),引(yin)起(qi)的(de)(de)(de)比較多。在(zai)(zai)(zai)活(huo)性(xing)(xing)態(tai)(tai)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)裂紋是(shi)不銹(xiu)鋼(gang)表面腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。在(zai)(zai)(zai)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)造成的(de)(de)(de)局部破(po)壞部位(wei)上,陽(yang)極溶解快(kuai)速進(jin)行(xing)成為裂紋狀(zhuang)(zhuang)(zhuang),當有(you)氯(lv)(lv)離子(Cl-)存(cun)在(zai)(zai)(zai)時,才會(hui)促進(jin)陽(yang)極溶解。在(zai)(zai)(zai)中(zhong)(zhong)(zhong)性(xing)(xing)附(fu)近的(de)(de)(de)鈍化(hua)中(zhong)(zhong)(zhong),在(zai)(zai)(zai)不銹(xiu)鋼(gang)表面鈍化(hua)薄膜發生(sheng)(sheng)嚴重破(po)壞時,應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)裂紋反而不發生(sheng)(sheng),只有(you)在(zai)(zai)(zai)氯(lv)(lv)離子(Cl-)存(cun)在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)鈍化(hua)薄膜被破(po)壞,進(jin)行(xing)局部的(de)(de)(de)陽(yang)極溶解,由于應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)存(cun)在(zai)(zai)(zai)使(shi)之(zhi)發生(sheng)(sheng)并傳(chuan)播,就會(hui)產生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)裂紋。斷裂是(shi)在(zai)(zai)(zai)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)垂直角方(fang)向上發生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de),一般(ban)是(shi)邊(bian)產生(sheng)(sheng)邊(bian)發展。作為使(shi)用環(huan)境來講,幾乎(hu)全(quan)部是(shi)發生(sheng)(sheng)在(zai)(zai)(zai)所有(you)氯(lv)(lv)離子(Cl-)環(huan)境中(zhong)(zhong)(zhong)。其他如高濃度(du)的(de)(de)(de)堿或(huo)酸也會(hui)引(yin)起(qi)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)裂紋。表3-9列出了幾種不銹(xiu)鋼(gang)系列產生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)介質。


  不銹鋼管(guan)只有在鈍(dun)化狀(zhuang)態下才是耐(nai)腐(fu)蝕的,它有最小的腐(fu)蝕電(dian)流,腐(fu)蝕速度很小。


  溫(wen)度(du)對(dui)其(qi)影響很大,溫(wen)度(du)越高則應力腐(fu)蝕(shi)裂(lie)紋越容易發生。在實(shi)際環境中,在70℃以下的(de)(de)應力腐(fu)蝕(shi)裂(lie)紋的(de)(de)實(shi)例幾乎沒有(you),如(ru)圖3-8所(suo)(suo)示。這(zhe)里所(suo)(suo)說的(de)(de)應力,包括操(cao)作(zuo)時的(de)(de)動作(zuo)應力、熱應力、裝置的(de)(de)約束應力、冷(leng)加(jia)工(gong)以及焊接時的(de)(de)殘余應力等。減少和防止應力腐(fu)蝕(shi)裂(lie)紋的(de)(de)對(dui)策列于表3-10。


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