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。這類應力腐蝕斷裂有如下三個共同特征。


  ①. 應力必須是(shi)拉伸(shen)的(de),拉伸(shen)應力愈(yu)大,則斷裂時間愈(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. 斷裂速度(du)(0.001~0.3cm/h)遠大于沒有應(ying)力(li)時的腐蝕破壞(huai)速度(du),但(dan)又小于單純的力(li)學(xue)斷裂速度(du),斷口屬于脆斷型(xing)。


  應力(li)腐蝕裂紋是在(zai)奧氏體不銹鋼管中,在(zai)焊接部分(fen)等的(de)(de)殘余應力(li)和特定的(de)(de)腐蝕條(tiao)件(jian)下發(fa)生的(de)(de)應力(li)腐蝕裂紋(SCC)。


  奧(ao)氏(shi)體(ti)型(xing)不銹鋼雖然(ran)具(ju)有優越的(de)耐腐(fu)(fu)蝕(shi)性,但是,在特定的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)條件下,易發生應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)裂紋(wen)(SCC)。應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)裂紋(wen)是由拉伸應力(li)和腐(fu)(fu)蝕(shi)兩種因素共同作(zuo)用而引起(qi)的(de)斷(duan)裂狀腐(fu)(fu)蝕(shi)。一般情況是在含有氯離子(Cl-)的(de)環境中,處于拉伸應力(li)狀態下發生的(de)。


 圖3-7顯示的是(shi)一個熱交換器用不(bu)銹鋼管,發生的應(ying)力腐蝕開(kai)裂的實例。


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  不銹鋼(gang)(gang)管的(de)(de)(de)表(biao)面狀(zhuang)(zhuang)態分(fen)為(wei)活(huo)性(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)態、活(huo)化(hua)鈍化(hua)狀(zhuang)(zhuang)態、鈍化(hua)狀(zhuang)(zhuang)態及(ji)過(guo)鈍化(hua)狀(zhuang)(zhuang)態四種(zhong)(zhong)(zhong),參看圖1-5不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)極(ji)(ji)化(hua)曲線(xian)。應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)裂紋(wen)(wen)發生(sheng)(sheng)在(zai)(zai)活(huo)性(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)態、活(huo)性(xing)(xing)鈍化(hua)狀(zhuang)(zhuang)態及(ji)過(guo)鈍化(hua)狀(zhuang)(zhuang)態三種(zhong)(zhong)(zhong)情況下,尤其是在(zai)(zai)中(zhong)性(xing)(xing)(介(jie)質)附近的(de)(de)(de)鈍化(hua)狀(zhuang)(zhuang)態中(zhong),引(yin)起的(de)(de)(de)比較(jiao)多。在(zai)(zai)活(huo)性(xing)(xing)態中(zhong)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)裂紋(wen)(wen)是不銹鋼(gang)(gang)表(biao)面腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。在(zai)(zai)應(ying)(ying)(ying)力造成的(de)(de)(de)局(ju)部(bu)(bu)破(po)(po)壞(huai)(huai)部(bu)(bu)位上,陽(yang)(yang)極(ji)(ji)溶解(jie)快速進行(xing)成為(wei)裂紋(wen)(wen)狀(zhuang)(zhuang),當有(you)氯離(li)子(zi)(Cl-)存(cun)在(zai)(zai)時(shi),才會促進陽(yang)(yang)極(ji)(ji)溶解(jie)。在(zai)(zai)中(zhong)性(xing)(xing)附近的(de)(de)(de)鈍化(hua)中(zhong),在(zai)(zai)不銹鋼(gang)(gang)表(biao)面鈍化(hua)薄(bo)膜發生(sheng)(sheng)嚴重(zhong)破(po)(po)壞(huai)(huai)時(shi),應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)裂紋(wen)(wen)反而不發生(sheng)(sheng),只有(you)在(zai)(zai)氯離(li)子(zi)(Cl-)存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)鈍化(hua)薄(bo)膜被破(po)(po)壞(huai)(huai),進行(xing)局(ju)部(bu)(bu)的(de)(de)(de)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)溶解(jie),由(you)于應(ying)(ying)(ying)力存(cun)在(zai)(zai)使之(zhi)發生(sheng)(sheng)并傳播(bo),就會產生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)裂紋(wen)(wen)。斷裂是在(zai)(zai)應(ying)(ying)(ying)力垂直角方向上發生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de),一般是邊產生(sheng)(sheng)邊發展。作為(wei)使用環境(jing)來講,幾乎全部(bu)(bu)是發生(sheng)(sheng)在(zai)(zai)所有(you)氯離(li)子(zi)(Cl-)環境(jing)中(zhong)。其他如(ru)高(gao)濃度的(de)(de)(de)堿或酸也會引(yin)起應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)裂紋(wen)(wen)。表(biao)3-9列出了(le)幾種(zhong)(zhong)(zhong)不銹鋼(gang)(gang)系列產生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)介(jie)質。


  不銹鋼(gang)管只有在鈍化(hua)狀態下(xia)才(cai)是耐(nai)腐(fu)蝕(shi)的(de),它有最小(xiao)的(de)腐(fu)蝕(shi)電流,腐(fu)蝕(shi)速度很小(xiao)。


  溫(wen)度對其影(ying)響很大,溫(wen)度越(yue)高則應(ying)力腐(fu)蝕(shi)裂紋(wen)越(yue)容易發生。在實際環境中,在70℃以下(xia)的應(ying)力腐(fu)蝕(shi)裂紋(wen)的實例幾乎(hu)沒有,如圖3-8所示。這里所說的應(ying)力,包括操作時(shi)(shi)的動作應(ying)力、熱(re)應(ying)力、裝置(zhi)的約束應(ying)力、冷(leng)加工以及焊接時(shi)(shi)的殘余應(ying)力等(deng)。減少和防(fang)止應(ying)力腐(fu)蝕(shi)裂紋(wen)的對策(ce)列于表(biao)3-10。


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