金屬及其合金的香蕉視頻app在線觀看:應力腐蝕開裂已被廣泛研究，研究應力腐蝕的最基本問題是探索裂紋起源、擴展的原因和過程。目前，已經在研究裂紋尖端化學和電化學狀態、應力強度與裂紋擴展速率的關系、氫在裂紋擴展中的地位、應力和應變速率的作用等方面取得了很大進展。已經提出的應力腐蝕開裂機理有陽極溶解型機理和氫致開裂型機理兩大類。在這兩類機理的基礎上又發展了表面膜破裂理論、活性通道理論、應力吸附開裂理論、腐蝕產物楔人理論、閉塞電池理論、以機械開裂為主的兩段論及開裂三階段理論等。應力腐蝕是一個非常復雜的問題，裂紋只是其形式的一種，造成裂紋的原因和裂紋進展過程在不同條件下也不同，所以很多時候不能只用一種理論來解釋。以下將簡要介紹應力腐蝕的相關機理。
1. 陽極溶(rong)解機理
陽極溶解理論是由T.P.Hoar和 J.G.Hines提出的。本理論認為，在應力和腐蝕的聯合作用下，局部位置上產生了微裂紋。這時金屬的整個表面是陰極區，裂紋的側面和尖端組成了陽極區，產生了大陰極、小陽極的電化學腐蝕。應力腐蝕是由裂紋尖端的快速陽極溶解所引起的，裂紋的側面由于有表面膜等，使得側面方向上的溶解受到了抑制，從而比裂紋尖端處的溶解速率要小得多，這就保證裂紋能像剪刀似地向前擴展。這種理論最適用于自鈍化金屬。由于裂紋兩側受到鈍化膜保護，更顯示出裂紋尖端的快速溶解，隨著裂紋向前推進，裂紋兩側的金屬將重新發生鈍化(hua)（即再鈍化），因此這種理論與膜的再鈍化過程有密切聯系。如果再鈍化太快，就不會產生裂縫的進一步腐蝕；如果再鈍化太慢，裂縫尖部將變圓而形成活性較低的蝕孔。只有當裂縫中鈍化膜破裂和再鈍化過程處于某種同步條件下才能使裂紋向縱深發展，可以設想有一個使裂縫進展狹小的再鈍化時間的范圍。陽極溶解理論是傳統的應力腐蝕機理，關于它的研究比較多。
2. 氫致(zhi)開(kai)裂機(ji)理
近年來，應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)吸(xi)氫(qing)脆(cui)變(bian)理論研究(jiu)取得(de)了較大(da)的(de)進(jin)展。該理論認為，由于腐(fu)蝕(shi)的(de)陰(yin)(yin)極反(fan)應產生(sheng)氫(qing)，氫(qing)原(yuan)子擴(kuo)(kuo)散(san)到(dao)裂(lie)(lie)縫(feng)尖端金(jin)屬內部(bu)，使這一(yi)(yi)區域變(bian)脆(cui)，在拉應力(li)(li)作用(yong)下(xia)脆(cui)斷(duan)。此理論幾乎一(yi)(yi)致的(de)意見是：在應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)破裂(lie)(lie)中，氫(qing)起了重要的(de)作用(yong)。由于海洋結(jie)構用(yong)鋼在腐(fu)蝕(shi)很強(qiang)的(de)海洋大(da)氣環境中，在金(jin)屬表面容(rong)易發生(sheng)陰(yin)(yin)極析氫(qing)反(fan)應，造成氫(qing)在鋼鐵表面的(de)吸(xi)附及向內部(bu)的(de)擴(kuo)(kuo)散(san)，使鋼鐵結(jie)構脆(cui)變(bian)；同時，在交變(bian)載荷(he)作用(yong)下(xia)，鋼鐵結(jie)構很容(rong)易發生(sheng)由氫(qing)脆(cui)造成的(de)斷(duan)裂(lie)(lie)，危(wei)害巨大(da)，氫(qing)致開裂(lie)(lie)的(de)具體機理將在以后重點介紹。
3. 表(biao)面(mian)膜(mo)破裂(lie)機(ji)理(li)
在(zai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)介質中，金(jin)屬表(biao)(biao)面(mian)形成(cheng)具有(you)保護能力(li)的表(biao)(biao)面(mian)膜，此(ci)膜在(zai)應力(li)作(zuo)用(yong)下(xia)引起破壞(huai)或減弱，結果(guo)暴露出新(xin)鮮表(biao)(biao)面(mian)。此(ci)新(xin)鮮表(biao)(biao)面(mian)在(zai)電解(jie)質溶液中成(cheng)為陽(yang)極(ji)(ji)，它與陰(yin)極(ji)(ji)具有(you)表(biao)(biao)面(mian)膜的金(jin)屬其(qi)余表(biao)(biao)面(mian)組成(cheng)一個大面(mian)積陰(yin)極(ji)(ji)和(he)小面(mian)積陽(yang)極(ji)(ji)的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)電池；陽(yang)極(ji)(ji)部位(wei)(wei)產(chan)生(sheng)坑蝕(shi)(shi)，進而(er)萌生(sheng)裂紋(wen)。表(biao)(biao)面(mian)膜破裂是由多種(zhong)因素造成(cheng)的，如(ru)機械(xie)損傷。在(zai)應力(li)的作(zuo)用(yong)下(xia)表(biao)(biao)面(mian)膜的破壞(huai)可以用(yong)滑移(yi)(yi)(yi)階(jie)(jie)梯來解(jie)釋。金(jin)屬在(zai)應力(li)的作(zuo)用(yong)下(xia)產(chan)生(sheng)塑性變形就(jiu)是金(jin)屬中的位(wei)(wei)錯沿滑移(yi)(yi)(yi)面(mian)的運動，結果(guo)在(zai)表(biao)(biao)面(mian)匯合處出現滑移(yi)(yi)(yi)階(jie)(jie)梯，如(ru)果(guo)表(biao)(biao)面(mian)的保護膜不(bu)能隨著階(jie)(jie)梯發生(sheng)相(xiang)應的變化，表(biao)(biao)面(mian)膜就(jiu)要被(bei)破壞(huai)。
4. 活性(xing)通道理論(lun)
活(huo)性(xing)(xing)通道理(li)論是由(you)(you)迪克斯(si)、米爾斯(si)和(he)布朗等(deng)(deng)人最先(xian)提出(chu)的(de)(de)(de)，他們(men)認為，在發生(sheng)應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)開裂的(de)(de)(de)金屬(shu)(shu)或合(he)金中(zhong)存在著(zhu)一條易(yi)于(yu)(yu)腐(fu)(fu)蝕(shi)、基本上是連(lian)續的(de)(de)(de)通道，沿著(zhu)這(zhe)條活(huo)性(xing)(xing)通道優(you)先(xian)發生(sheng)陽極(ji)溶(rong)解。活(huo)性(xing)(xing)通道可由(you)(you)以下一些不同(tong)的(de)(de)(de)原因構成(cheng)：①. 合(he)金成(cheng)分和(he)顯微結構上的(de)(de)(de)差異(yi)，如多相(xiang)合(he)金和(he)晶(jing)界(jie)的(de)(de)(de)析(xi)出(chu)物等(deng)(deng)；②. 溶(rong)質原子可能析(xi)出(chu)的(de)(de)(de)高度(du)無序晶(jing)界(jie)或亞晶(jing)界(jie)；③. 由(you)(you)于(yu)(yu)局部應(ying)(ying)力集中(zhong)及(ji)由(you)(you)此產生(sheng)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)變引起的(de)(de)(de)陽極(ji)晶(jing)界(jie)面(mian)；④. 由(you)(you)于(yu)(yu)應(ying)(ying)變引起表面(mian)膜的(de)(de)(de)局部破裂；⑤. 由(you)(you)于(yu)(yu)塑(su)性(xing)(xing)變形(xing)引起的(de)(de)(de)陽極(ji)區等(deng)(deng)。在腐(fu)(fu)蝕(shi)環境中(zhong)，當(dang)活(huo)性(xing)(xing)通道與周圍的(de)(de)(de)主體(ti)金屬(shu)(shu)建立起腐(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)池時(shi)，電(dian)化學腐(fu)(fu)蝕(shi)就沿著(zhu)這(zhe)條路線進(jin)行。
局(ju)部(bu)電化學溶解將形(xing)成(cheng)很窄的裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)，而外加(jia)應力(li)使(shi)裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)頂(ding)端(duan)應力(li)集(ji)中產生(sheng)局(ju)部(bu)塑性變(bian)形(xing)，然后(hou)引(yin)起(qi)(qi)表面(mian)(mian)膜(mo)撕裂(lie)(lie)。裸露的金屬成(cheng)為新的陽(yang)極，而裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)兩(liang)側仍有表面(mian)(mian)膜(mo)保護，與金屬外表面(mian)(mian)共同起(qi)(qi)陰極作用(yong)(yong)。電解液靠毛(mao)細管作用(yong)(yong)滲人到裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)尖(jian)端(duan)，使(shi)其(qi)在高電流密(mi)度下發(fa)生(sheng)加(jia)速(su)的陽(yang)極活性溶解。隨著反(fan)應進行，裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)尖(jian)端(duan)的電解質發(fa)生(sheng)濃度變(bian)化，產生(sheng)極化作用(yong)(yong)和表面(mian)(mian)膜(mo)的再生(sheng)，腐(fu)蝕速(su)率(lv)迅速(su)下降。重(zhong)復緩慢的活性通道腐(fu)蝕，直到裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)尖(jian)端(duan)重(zhong)新建立(li)起(qi)(qi)足夠大(da)的應力(li)集(ji)中，再次(ci)引(yin)起(qi)(qi)變(bian)形(xing)和裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)產生(sheng)。這個過(guo)程(cheng)不斷重(zhong)復，直到裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)深人到金屬內部(bu)，使(shi)金屬斷面(mian)(mian)減(jian)小到不足以(yi)承受載(zai)荷(he)斷裂(lie)(lie)。
活(huo)性(xing)通(tong)道(dao)假說強調了應(ying)力(li)(li)作(zuo)用(yong)下(xia)表(biao)(biao)面膜的(de)(de)破裂與電化(hua)學活(huo)性(xing)溶解的(de)(de)聯合作(zuo)用(yong)。因此，這個(ge)理論(lun)提出了發生應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)開(kai)裂必(bi)須具備的(de)(de)兩個(ge)基本(ben)條件：一(yi)是合金(jin)中預(yu)先要存在(zai)(zai)一(yi)條對(dui)腐(fu)蝕(shi)敏感的(de)(de)、多(duo)少帶(dai)有連續性(xing)的(de)(de)通(tong)道(dao)，這條通(tong)道(dao)在(zai)(zai)特定(ding)的(de)(de)環境介質中對(dui)于(yu)周圍(wei)組織是腐(fu)蝕(shi)電池(chi)的(de)(de)陽極(ji)；二是合金(jin)表(biao)(biao)面上要有足夠大(da)的(de)(de)基本(ben)上是垂直(zhi)于(yu)通(tong)道(dao)的(de)(de)張應(ying)力(li)(li)，在(zai)(zai)該(gai)張應(ying)力(li)(li)作(zuo)用(yong)下(xia)裂縫尖端(duan)出現應(ying)力(li)(li)集中區，促(cu)使表(biao)(biao)面膜破裂。在(zai)(zai)平面排列的(de)(de)位錯露(lu)頭處(chu)，或新(xin)形成的(de)(de)滑(hua)移臺階處(chu)，處(chu)于(yu)高應(ying)變狀態的(de)(de)金(jin)屬原子發生擇優腐(fu)蝕(shi)，沿位錯線(xian)向縱深發展，形成隧洞。在(zai)(zai)應(ying)力(li)(li)作(zuo)用(yong)下(xia)，隧洞間(jian)的(de)(de)金(jin)屬產生機械(xie)撕裂。當機械(xie)撕裂停止后(hou)，又重新(xin)開(kai)始隧道(dao)腐(fu)蝕(shi)，此過程的(de)(de)反(fan)復(fu)發生導致裂紋的(de)(de)不斷擴展，直(zhi)到金(jin)屬不能(neng)承受(shou)載(zai)荷(he)而發生過載(zai)斷裂。此模型雖然有一(yi)定(ding)的(de)(de)實驗基礎，但屬于(yu)一(yi)種(zhong)伴生現象，并非(fei)是應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)必(bi)要條件，不能(neng)成為(wei)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)主要機理。
5. 應力吸附開裂理(li)論(lun)
上述幾種理論(lun)(lun)都包含電化(hua)學過程，但是(shi)(shi)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)過程的(de)(de)一些(xie)現象，如腐(fu)(fu)蝕(shi)介質(zhi)的(de)(de)選擇性、破(po)裂臨界電位(wei)與(yu)腐(fu)(fu)蝕(shi)電位(wei)的(de)(de)關系等，用(yong)電化(hua)學理論(lun)(lun)不能(neng)圓滿解釋。為(wei)(wei)此，尤利格提(ti)出(chu)應(ying)(ying)力(li)(li)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)破(po)裂理論(lun)(lun)。他認為(wei)(wei)，應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)開裂一般并不是(shi)(shi)由(you)于(yu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)電化(hua)學溶解所(suo)引(yin)起(qi)的(de)(de)，而(er)是(shi)(shi)由(you)于(yu)環境(jing)中(zhong)某些(xie)破(po)壞性組(zu)分對金(jin)(jin)(jin)屬(shu)內表面的(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)，削(xue)弱了(le)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)原子(zi)間的(de)(de)結合力(li)(li)，在拉應(ying)(ying)力(li)(li)作用(yong)下引(yin)起(qi)破(po)裂。這是(shi)(shi)一種純機械性破(po)裂機理。此模型為(wei)(wei)純機械開裂模型，該(gai)模型得到的(de)(de)最大(da)支持是(shi)(shi)許多(duo)純金(jin)(jin)(jin)屬(shu)和合金(jin)(jin)(jin)在液態(tai)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)中(zhong)的(de)(de)脆(cui)斷。吸(xi)附(fu)(fu)(fu)使金(jin)(jin)(jin)屬(shu)表面能(neng)降低，降低得越多(duo)，應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)敏感性越高，但有(you)的(de)(de)現象卻是(shi)(shi)相(xiang)反的(de)(de)，缺乏廣(guang)泛的(de)(de)實驗(yan)支持，在水介質(zhi)的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)理論(lun)(lun)中(zhong)所(suo)占的(de)(de)比例(li)不大(da)。
6. 腐蝕產物楔入(ru)理論
腐蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)楔入(ru)理論是由N.Nielsen首先提(ti)出(chu)的(de)，他認為，腐蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)沉積(ji)在裂紋(wen)尖(jian)端后面(mian)的(de)陰極區。這(zhe)種腐蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)有(you)舌(she)狀、扇(shan)狀等。在未加(jia)應(ying)(ying)力(li)時，腐蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)雜亂分(fen)布；加(jia)應(ying)(ying)力(li)后，不僅(jin)使(shi)腐蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)沿(yan)晶體缺陷，特別(bie)是沿(yan)位(wei)錯線排列，而且舌(she)狀、扇(shan)狀等也發展(zhan)得更(geng)突出(chu)。腐蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)的(de)沉積(ji)對裂紋(wen)起了(le)楔子(zi)作用，產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)了(le)應(ying)(ying)力(li)。當沉積(ji)物(wu)(wu)造成的(de)應(ying)(ying)力(li)達到臨界值后，裂紋(wen)向前(qian)擴展(zhan)，新產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)裂紋(wen)內吸人了(le)電解質溶(rong)液，使(shi)得裂紋(wen)尖(jian)端陽極溶(rong)解繼續(xu)進行，這(zhe)就產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)了(le)更(geng)多的(de)可溶(rong)性(xing)金屬離子(zi)，這(zhe)些(xie)離子(zi)擴散至陰極區并生(sheng)(sheng)成氧化(hua)物(wu)(wu)和氫氧化(hua)物(wu)(wu)等沉積(ji)下(xia)來，因此(ci)而產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)應(ying)(ying)力(li)又引起裂紋(wen)向前(qian)擴展(zhan)，如(ru)此(ci)反(fan)復，直至開裂。
7. 閉塞電(dian)池理論
閉(bi)塞電池(chi)理論（Occluded Cell Corrosion)認為，由(you)于金屬表面某(mou)些(xie)(xie)選擇性腐蝕(shi)的結(jie)果，或者(zhe)由(you)于某(mou)些(xie)(xie)特殊的幾何形狀，使(shi)電解液中這(zhe)(zhe)些(xie)(xie)部(bu)位(wei)的流動(dong)性受到限制，造成(cheng)這(zhe)(zhe)些(xie)(xie)部(bu)位(wei)的液體化(hua)學(xue)(xue)成(cheng)分與整(zheng)體化(hua)學(xue)(xue)成(cheng)分有(you)很大差異，從(cong)而降低了這(zhe)(zhe)些(xie)(xie)部(bu)位(wei)的電位(wei)，加(jia)速該區域的局部(bu)腐蝕(shi)，形成(cheng)空(kong)洞，這(zhe)(zhe)些(xie)(xie)空(kong)洞就(jiu)是(shi)所(suo)謂的閉(bi)塞電池(chi)。閉(bi)塞電池(chi)內(nei)，陽極反應(ying)的結(jie)果使(shi)酸(suan)度增加(jia)，從(cong)而加(jia)速了孔蝕(shi)的速率，在應(ying)力的作用下孔蝕(shi)可擴(kuo)展為裂紋。
8. 以機械開裂為(wei)主的兩段(duan)論
以機(ji)械開裂(lie)為主的兩段(duan)論認為：應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)首(shou)先由于(yu)電化學的腐(fu)蝕(shi)(shi)作(zuo)用形成(cheng)裂(lie)紋源，然(ran)后(hou)(hou)在應力(li)的作(zuo)用下迅(xun)速(su)擴展而(er)開裂(lie)。當(dang)裂(lie)紋擴展遇到析出物或不規則取(qu)向(xiang)晶粒時而(er)停止(zhi)，然(ran)后(hou)(hou)再(zai)進行電化學腐(fu)蝕(shi)(shi)，這樣交替(ti)進行，直至開裂(lie)。
9. 開裂三段(duan)論(lun)理論(lun)
左(zuo)景伊提出開裂(lie)(lie)三階(jie)段理論，其(qi)要點是解釋所(suo)謂的特性(xing)離子作用。這(zhe)三個階(jie)段是：材料表面(mian)生成鈍化膜(mo)或(huo)保(bao)護(hu)膜(mo)，全面(mian)腐蝕(shi)速率(lv)比較(jiao)低(di)，使腐蝕(shi)只發生在(zai)局部區域；保(bao)護(hu)膜(mo)局部破裂(lie)(lie)，形(xing)成孔蝕(shi)或(huo)裂(lie)(lie)紋源；縫內環境發生關鍵性(xing)的變化，裂(lie)(lie)縫向縱深發展(zhan)，而不是在(zai)表面(mian)徑(jing)向擴散。
