應(yīng)力腐蝕是指在拉應(yīng)力作用下，金屬在腐蝕介質(zhì)中引起的破壞。這種腐蝕一般均穿過晶粒，即所謂穿晶腐蝕。應(yīng)力腐蝕由殘余或外加應(yīng)力導(dǎo)致的應(yīng)變和腐蝕聯(lián)合作用產(chǎn)生的材料破壞過程。應(yīng)力腐蝕導(dǎo)致材料的斷裂稱為應(yīng)力腐蝕斷裂。
應(yīng)力腐蝕一般認(rèn)為有陽極溶解和氫致開裂兩種。常見應(yīng)力腐蝕的機(jī)理是：零件或構(gòu)件在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)作用下，表面的氧化膜被腐蝕而受到破壞,破壞的表面和未破壞的表面分別形成陽極和陰極,陽極處的金屬成為離子而被溶解，產(chǎn)生電流流向陰極。由于陽極面積比陰極的小得多，陽極的電流密度很大，進(jìn)一步腐蝕已破壞的表面。加上拉應(yīng)力的作用，破壞處逐漸形成裂紋，裂紋隨時(shí)間逐漸擴(kuò)展直到斷裂。這種裂紋不僅可以沿著金屬晶粒邊界發(fā)展，而且還能穿過晶粒發(fā)展。
容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕的設(shè)備主要有熱交換器、冷卻器、蒸汽發(fā)生器、送風(fēng)機(jī)、干燥機(jī)和鍋爐。
材料應(yīng)力腐蝕引起的破壞，常有以下特點(diǎn)：
(1)造成應(yīng)力腐蝕破壞的是靜應(yīng)力，遠(yuǎn)低于材料的屈服強(qiáng)度，而且一般是拉伸應(yīng)力(近年來，也發(fā)現(xiàn)在不銹鋼中可以有壓應(yīng)力引起)。這個(gè)應(yīng)力可以是外加應(yīng)力，也可以是焊接、冷加工或熱處理產(chǎn)生的殘留拉應(yīng)力。最早發(fā)現(xiàn)的冷加工黃銅子彈殼在含有潮濕的氨氣介質(zhì)中的腐蝕破壞，就是由于冷加工造成的殘留拉應(yīng)力的結(jié)果。假如經(jīng)過去應(yīng)力退火，這種事故就可以避免。
(2)應(yīng)力腐蝕造成的破壞，是脆性斷裂，沒有明顯的塑性變形。
(3)只有在特定的合金成分與特定的介質(zhì)相組合時(shí)才會(huì)造成應(yīng)力腐蝕。例如α黃銅只有在氨溶液中才會(huì)腐蝕破壞，而β黃銅在水中就能破裂。
(4)應(yīng)力腐蝕的裂紋擴(kuò)展速率一般在10-9-10-6m/s，有點(diǎn)象疲勞，是漸進(jìn)緩慢的，這種亞臨界的擴(kuò)展?fàn)顩r一直達(dá)到某一臨界尺寸，使剩余下的斷面不能承受外載時(shí)，就突然發(fā)生斷裂。
(5)應(yīng)力腐蝕的裂紋多起源于表面蝕坑處，而裂紋的傳播途徑常垂直于拉力軸。
(6)應(yīng)力腐蝕破壞的斷口，其顏色灰暗，表面常有腐蝕產(chǎn)物，而疲勞斷口的表面，如果是新鮮斷口常常較光滑，有光澤。
(7)應(yīng)力腐蝕的主裂紋擴(kuò)展時(shí)常有分枝。但不要形成絕對化的概念，應(yīng)力腐蝕裂紋并不總是分枝的。
(8)應(yīng)力腐蝕引起的斷裂可以是穿晶斷裂，也可以是晶間斷裂。如果是穿晶斷裂，其斷口是解理或準(zhǔn)解理的，其裂紋有似人字形或羽毛狀的標(biāo)記。
為防止零件的應(yīng)力腐蝕，首先應(yīng)合理選材，避免使用對應(yīng)力腐蝕敏感的材料,可以采用抗應(yīng)力腐蝕開裂的不銹鋼系列,如高鎳奧氏體鋼、高純奧氏體鋼、超純高鉻鐵素體鋼等。
其次應(yīng)合理設(shè)計(jì)零件和構(gòu)件，減少應(yīng)力集中。改善腐蝕環(huán)境，如在腐蝕介質(zhì)中添加緩蝕劑，也是防止應(yīng)力腐蝕的措施。采用金屬或非金屬保護(hù)層，可以隔絕腐蝕介質(zhì)的作用。此外，采用陰極保護(hù)法見電化學(xué)保護(hù)也可減小或停止應(yīng)力腐蝕。
現(xiàn)在對應(yīng)力腐蝕的研究，都是采用預(yù)制裂紋的試樣。將這種試樣放在一定介質(zhì)中，在恒定載荷下，測定由于裂紋擴(kuò)展引起的應(yīng)力強(qiáng)度因子K隨時(shí)間的變化關(guān)系(具體測試方法將在下面介紹)，據(jù)此得出材料的抗應(yīng)力腐蝕特性。
方法標(biāo)準(zhǔn)：不銹鋼在沸騰氯化鎂溶液中應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)方法YB/T 5362-2006
鐵-鉻-鎳合金在高溫水中應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)方法YB/T 5344-2006
金屬和合金的腐蝕 應(yīng)力腐蝕試驗(yàn) 第1 部分:試驗(yàn)方法總則 GB/T 15970.1-1995
金屬和合金的腐蝕 應(yīng)力腐蝕試驗(yàn) 第2 部分：彎梁試樣的制備和應(yīng)用 GB/T 15970.2-2000
金屬和合金的腐蝕 應(yīng)力腐蝕試驗(yàn) 第3 部分:U 型彎曲試樣的制備和應(yīng)用 GB/T 15970.3-1995
金屬和合金的腐蝕 應(yīng)力腐蝕試驗(yàn) 第4 部分：單軸加載拉伸試樣的制備和應(yīng)用 GB/T 15970.4-2000
金屬和合金的腐蝕 應(yīng)力腐蝕試驗(yàn) 第5 部分:C 型環(huán)試樣的制備和應(yīng)用 GB/T 15970.5-1998
金屬和合金的腐蝕 應(yīng)力腐蝕試驗(yàn) 第6 部分：恒載荷或恒位移下的預(yù)裂紋試樣的制備和應(yīng)用 GB/T 15970.6-2007
金屬和合金的腐蝕 應(yīng)力腐蝕試驗(yàn) 第7部分：慢應(yīng)變速率試驗(yàn)GB/T 15970.7-2000
金屬和合金的腐蝕 應(yīng)力腐蝕試驗(yàn) 第8 部分 焊接試樣的制備和應(yīng)用GB/T 15970.8-2005
金屬和合金的腐蝕 應(yīng)力腐蝕試驗(yàn) 第9 部分：漸增式載荷或漸增式位移下的預(yù)裂紋試樣的制備和應(yīng)用 GB/T 15970.9-2007
硫化氫環(huán)境中硫化物應(yīng)力腐蝕開裂和應(yīng)力腐蝕開裂實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)方法 NACE TM0177-2005
確定不銹鋼及鎳-鉻-鐵合金在連多硫酸中的應(yīng)力腐蝕開裂敏感性的實(shí)驗(yàn)方法 ASTM G35-1998(2010)
測定高強(qiáng)度鋁合金制品應(yīng)力腐蝕斷裂敏感性的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法 ASTM G47-1998(2011)
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