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(duan)裂有如下三個共同特征。


  ①. 應力必須(xu)是拉伸(shen)的,拉伸(shen)應力愈(yu)大,則(ze)斷裂時(shi)間(jian)愈(yu)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(duan)裂速度(0.001~0.3cm/h)遠大于沒有應力時的腐(fu)蝕破壞速度,但又小于單純的力學斷(duan)裂速度,斷(duan)口屬于脆斷(duan)型(xing)。


  應力腐(fu)蝕(shi)裂(lie)紋是在奧氏體不銹(xiu)鋼管中(zhong),在焊接(jie)部分等的(de)殘余應力和特定的(de)腐(fu)蝕(shi)條件下發生的(de)應力腐(fu)蝕(shi)裂(lie)紋(SCC)。


  奧氏體型不銹鋼(gang)雖然具有(you)優越的(de)耐(nai)腐蝕(shi)(shi)性,但是(shi),在特(te)定的(de)腐蝕(shi)(shi)條件下(xia),易發(fa)生應(ying)力腐蝕(shi)(shi)裂紋(wen)(SCC)。應(ying)力腐蝕(shi)(shi)裂紋(wen)是(shi)由拉伸(shen)(shen)應(ying)力和腐蝕(shi)(shi)兩種因(yin)素共同作用而引(yin)起的(de)斷裂狀腐蝕(shi)(shi)。一般情況是(shi)在含有(you)氯離(li)子(Cl-)的(de)環境(jing)中,處于拉伸(shen)(shen)應(ying)力狀態下(xia)發(fa)生的(de)。


 圖3-7顯(xian)示的(de)是一個熱交(jiao)換(huan)器用不銹鋼管,發生(sheng)的(de)應力(li)腐蝕開裂的(de)實例。


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  不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)管的(de)(de)表(biao)面狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態分為(wei)活(huo)性(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態、活(huo)化(hua)(hua)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態、鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態及過鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態四(si)種,參看(kan)圖(tu)1-5不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)極化(hua)(hua)曲線。應(ying)力(li)(li)(li)腐蝕(shi)(shi)裂(lie)紋(wen)發生(sheng)(sheng)在(zai)活(huo)性(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態、活(huo)性(xing)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態及過鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態三(san)種情況下,尤(you)其是(shi)在(zai)中(zhong)性(xing)(介質(zhi))附近(jin)(jin)的(de)(de)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態中(zhong),引(yin)起(qi)的(de)(de)比較多。在(zai)活(huo)性(xing)態中(zhong)的(de)(de)應(ying)力(li)(li)(li)腐蝕(shi)(shi)裂(lie)紋(wen)是(shi)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)表(biao)面腐蝕(shi)(shi)。在(zai)應(ying)力(li)(li)(li)造成的(de)(de)局部破壞部位上(shang),陽極溶(rong)解快速(su)進行成為(wei)裂(lie)紋(wen)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang),當(dang)有(you)氯(lv)離子(Cl-)存(cun)在(zai)時,才會促進陽極溶(rong)解。在(zai)中(zhong)性(xing)附近(jin)(jin)的(de)(de)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)中(zhong),在(zai)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)表(biao)面鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)薄膜(mo)發生(sheng)(sheng)嚴重破壞時,應(ying)力(li)(li)(li)腐蝕(shi)(shi)裂(lie)紋(wen)反而(er)不(bu)發生(sheng)(sheng),只有(you)在(zai)氯(lv)離子(Cl-)存(cun)在(zai)的(de)(de)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)薄膜(mo)被破壞,進行局部的(de)(de)陽極溶(rong)解,由于應(ying)力(li)(li)(li)存(cun)在(zai)使(shi)之發生(sheng)(sheng)并傳播,就會產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)應(ying)力(li)(li)(li)腐蝕(shi)(shi)裂(lie)紋(wen)。斷裂(lie)是(shi)在(zai)應(ying)力(li)(li)(li)垂直(zhi)角方向上(shang)發生(sheng)(sheng)的(de)(de),一般是(shi)邊產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)邊發展。作為(wei)使(shi)用環境(jing)來(lai)講,幾(ji)乎(hu)全(quan)部是(shi)發生(sheng)(sheng)在(zai)所(suo)有(you)氯(lv)離子(Cl-)環境(jing)中(zhong)。其他如高濃度的(de)(de)堿或酸也會引(yin)起(qi)應(ying)力(li)(li)(li)腐蝕(shi)(shi)裂(lie)紋(wen)。表(biao)3-9列(lie)出(chu)了幾(ji)種不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)系列(lie)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)應(ying)力(li)(li)(li)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)介質(zhi)。


  不(bu)銹鋼管(guan)只有在鈍化狀態下才是耐腐蝕(shi)的(de)(de),它有最小的(de)(de)腐蝕(shi)電流(liu),腐蝕(shi)速(su)度很(hen)小。


  溫度(du)對其影響很大,溫度(du)越(yue)高則應(ying)力(li)(li)腐蝕裂(lie)(lie)紋(wen)越(yue)容易發(fa)生。在實際環境中,在70℃以(yi)下(xia)的(de)(de)應(ying)力(li)(li)腐蝕裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)(de)實例幾乎沒有,如(ru)圖3-8所示。這里所說的(de)(de)應(ying)力(li)(li),包括操作時的(de)(de)動作應(ying)力(li)(li)、熱應(ying)力(li)(li)、裝置的(de)(de)約束應(ying)力(li)(li)、冷加工(gong)以(yi)及焊接(jie)時的(de)(de)殘余應(ying)力(li)(li)等。減少(shao)和防止應(ying)力(li)(li)腐蝕裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)(de)對策列于表(biao)3-10。


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