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金属材料的应力腐蚀

时间:2014-9-24 17:04:37来源:应力腐蚀打印本文

   金属材料的应力腐蚀开裂,是指在静拉伸力和腐蚀介质的共同作用下导致腐蚀开裂的现象。它与单纯由应力造成的破坏不同,这种腐蚀在极低的应力条件下也能发生;它与单纯由腐蚀引起的破坏也不同,腐蚀性极弱的介质也能引起腐蚀开裂。它往往是没有先兆的进展迅速的突然断裂,容易造成严重的事故。因此它是一种危害性极大的破坏形式。 

    按照裂纹发展过程的电化学反应,可以把应力腐蚀分为两个基本类别:阳极反应敏感型和阴极反应敏感型。 

    阳极反应敏感型应力腐蚀,是指这类应力腐蚀裂纹的形成和发展过程是以裂纹处金属的阳极溶解为基础的,裂纹的成长速度也由金属阳极溶解速度决定。 

    阴极反应敏感型应力腐蚀,是指这类应反应过程中由于阴极吸氢而造成的脆性破坏,它也称为氢脆型应力腐蚀,也称氢脆。     通常说的应力腐蚀,指的是阳极反应敏感型应力腐蚀。金属材料发生应力腐蚀的特征,可从四个方面说明    

 1、应力  

产生应力俯视的应力主要是其中的静态部分,它可以是外加载荷或装配力(例如拧螺栓的力、胀接力等)引起的应力,也可以是构件在加工、热处理、焊接等过程中产生的内应力。不管来源如何,导致应力腐蚀开裂的应力必须有拉伸应力的成分,压缩应力是不会引起应力腐蚀开裂的。此外,这种应力通常是比较轻微的。如果不是在腐蚀环境中,这样小的应力是不会使构件发生机械性的破坏。构成破坏的应力值要根据材料、腐蚀介质等具体情况来确定。     

2、腐蚀介质 

    产生应力腐蚀的材料和介质并不是任意的,只有二者是某种组合时才会发生应力腐蚀。引起普通钢应力腐蚀的腐蚀介质有:氢氧化物溶液;含有硝酸盐、碳酸盐、硫化氢的水溶液;海水,硫酸-硝酸混合液;融化的锌、锂;热的三氯化铁溶液;液氨。引起奥氏体不锈钢应力腐蚀的介质有:酸性和中性的氯化物溶液;海水;熔融氯化物;热的氟化物溶液;日的氢氧化物溶液。    

3、材料 

    一般认为极纯的金属不产生应力腐蚀破坏,只有在合金或含有杂质的金属中才会发生。    

4、破坏过程 

    a.孕育阶段。这是在应力腐蚀裂纹产生前的一段时间,为裂纹的成核作准备。 

    b.裂纹稳定扩展阶段。在应力和腐蚀介质的联合作用下,裂纹缓慢扩展 

    c.裂纹失稳扩展阶段。这是最后的机械性破坏。 

    另外,金属材料的应力腐蚀破裂还有一个特点是金属的开裂与金属本身厚度无关。常见的厚度大腐蚀也慢(均匀腐蚀)的情况在这里不适用。因此,靠增加金属厚度来延缓应力腐蚀破裂几乎是无效的



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