有許多理論對應(ying)力(li)腐蝕現象進行解釋,現選其中比較常用的三種簡述如下:
1. 活化通路型(xing)應力腐蝕
從電化學腐蝕理論中知道,當腐蝕電池是一個大陰極和一個小陽極時,陽極的溶解表現為集中性腐蝕損傷。只要在腐蝕過程中,陽極始終保持處于裂紋的最前沿,裂尖處于活化狀態下而不鈍化,與此同時其他部位(包括裂紋斷口兩側)發生鈍化,則裂紋可以一直向前發展直至斷裂如圖3-6所示。從圖中可以看出,裂紋猶如一個閉塞電池,裂紋內尖端是一個陽極區。裂口內部聚集了一些沉淀物如Fe3O4·Fe(OH)3,將裂紋通道堵塞,而此時H+可透過閉塞物質緩慢地向外擴散,內部消耗的H2O則通過滲透來補充。這樣又將其他活性離子(如Cl)帶入內部,促使內部腐蝕性增強,在應力作用下促使裂紋尖端區域鈍化膜破壞,將陽極進一步活化且更加集中,裂紋就進一步深入發展,直至斷裂。閉塞電池的實質是裂紋內部的電化學發展過程。若裂隙中沉淀物的體積大于破壞金屬的體積很多時,則出現脹裂力,使裂紋尖端應力增大,促使應力腐蝕裂紋的發展。這一理論著重說明了電化學過程的重要性。

2. 應(ying)(ying)變(bian)產生(sheng)活(huo)性(xing)通道(dao)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕
應(ying)變產(chan)生(sheng)活性通道應(ying)力(li)腐蝕是指鈍(dun)(dun)化膜(mo)(mo)(mo)在(zai)應(ying)力(li)作用下(xia)同金屬(shu)基體一起變形時發(fa)(fa)生(sheng)破裂,裂隙處暴露出的金屬(shu)成(cheng)為活化陽(yang)極,發(fa)(fa)生(sheng)溶解。在(zai)腐蝕過(guo)程(cheng)中,鈍(dun)(dun)化膜(mo)(mo)(mo)破壞的同時又(you)會使破裂的鈍(dun)(dun)化膜(mo)(mo)(mo)修(xiu)復,在(zai)連續發(fa)(fa)生(sheng)應(ying)變的條件下(xia)修(xiu)復的鈍(dun)(dun)化膜(mo)(mo)(mo)又(you)遭破壞。此過(guo)程(cheng)周而復始(shi)不(bu)斷發(fa)(fa)生(sheng),當應(ying)力(li)超(chao)過(guo)修(xiu)復后鈍(dun)(dun)化膜(mo)(mo)(mo)的強度,應(ying)力(li)腐蝕即(ji)可發(fa)(fa)生(sheng),直至脆斷,如圖3-7所(suo)示。該理論著重說明了應(ying)力(li)的重要作用。
3. 氫脆型應(ying)力(li)腐蝕
腐蝕(shi)(shi)電(dian)池是(shi)由小陰(yin)極(ji)和大陽(yang)極(ji)組成(cheng),這時大陽(yang)極(ji)發生溶解表現為均勻(yun)性(xing)腐蝕(shi)(shi)。小陰(yin)極(ji)區(qu)的(de)陰(yin)極(ji)過(guo)程中,如果發生析(xi)氫的(de)話,將發生陰(yin)極(ji)區(qu)金屬的(de)集(ji)中性(xing)滲氫,在持續載(zai)荷作用下氫促進(jin)(jin)塑性(xing)應(ying)變(bian)而導(dao)致脆(cui)斷,應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)就會順利發展(zhan)。隨著(zhu)裂紋的(de)發展(zhan),裂紋尖(jian)端應(ying)力(li)(li)(裂尖(jian)應(ying)力(li)(li))、應(ying)變(bian)集(ji)中促進(jin)(jin)金屬中氫往裂紋尖(jian)端中聚集(ji)(叫(jiao)做應(ying)力(li)(li)誘(you)導(dao)擴散),最終導(dao)致應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)斷裂。氫脆(cui)裂紋擴散機理的(de)示意圖(tu)如圖(tu)3-8所示。

