當應力與腐蝕同時作用時，可以加速金屬的破壞。在最簡單的情況下，這兩個因素的破壞作用只是簡單疊加。如果是均勻腐蝕，則面積逐漸減小，使真實應力逐漸增加，最終達到材料的斷裂強度而斷裂；如果是晶間腐蝕，則晶間的結合力將會降低，外加的應力使腐蝕介質更容易沿晶界進行進一步的破壞，最終使殘余的晶間結合力不能承受外加應力而致斷裂。當應力不存在時，腐蝕甚微，施加應力并經過一段時間后，金屬會在腐蝕并不嚴重的情況下發生脆斷。這種應(ying)力腐蝕(shi)斷裂有如下五個共同特征。


一、力學特征


1. 具備拉(la)應(ying)力


 一般應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐蝕都在拉應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)下(xia)才發生(sheng)，而在壓應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)下(xia)不發生(sheng)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐蝕,這(zhe)種(zhong)拉伸應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)可(ke)以是(shi)工作(zuo)(zuo)狀態下(xia)材料承受(shou)外(wai)加(jia)載荷造成的(de)(de)工作(zuo)(zuo)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)；也(ye)可(ke)以是(shi)在生(sheng)產、制造、加(jia)工和安裝過程(cheng)中(zhong)在材料內部形(xing)成的(de)(de)熱應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)、形(xing)變應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)等殘余應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)；還(huan)可(ke)以是(shi)由裂紋內腐蝕產物的(de)(de)體(ti)積效應(ying)(ying)(ying)(ying)造成的(de)(de)楔入作(zuo)(zuo)用或是(shi)陰極反應(ying)(ying)(ying)(ying)形(xing)成的(de)(de)氫(qing)產生(sheng)的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)。


2. 存在(zai)臨界應力


 合金所承受的(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)越小，斷裂時(shi)(shi)間越長，當(dang)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)小于(yu)某一臨(lin)(lin)界值后(hou)，此應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)成為臨(lin)(lin)界應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)。在大多數的(de)材(cai)料-環境體系中，存在一個臨(lin)(lin)界應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)，當(dang)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)低于(yu)該臨(lin)(lin)界值時(shi)(shi)，則(ze)不產生SCC.



二、環境特性


1. 腐蝕介質的特性


  只有在(zai)特(te)定(ding)的(de)腐蝕(shi)(shi)介(jie)質中含有某些(xie)對發(fa)生(sheng)應(ying)力腐蝕(shi)(shi)有特(te)效作用的(de)離子(zi)、分子(zi)時才(cai)會(hui)發(fa)生(sheng)應(ying)力腐蝕(shi)(shi)。這種特(te)定(ding)的(de)腐蝕(shi)(shi)劑并(bing)不(bu)一定(ding)要大量存在(zai)，而且往往濃度很低。表1.5列出了一些(xie)金屬和合(he)金發(fa)生(sheng)應(ying)力腐蝕(shi)(shi)的(de)特(te)定(ding)介(jie)質。





2. 溶液的濃度


 值得指出的是(shi)，即(ji)使(shi)有(you)時整體濃度(du)是(shi)很低(di)的，但是(shi)由于局(ju)部(bu)位置上的濃縮作用，使(shi)該(gai)處極易(yi)產(chan)生局(ju)部(bu)腐蝕。


3. 具有一定的電位范圍


  從電(dian)化(hua)(hua)學的(de)角度(du)來看(kan)，材料與特定介質的(de)偶合導(dao)致(zhi)應力腐(fu)蝕的(de)條件是它發生(sheng)在(zai)一定的(de)電(dian)位范(fan)圍內，一般是發生(sheng)在(zai)鈍化(hua)(hua)-活化(hua)(hua)的(de)過渡區或鈍化(hua)(hua)-過鈍化(hua)(hua)區。



三、冶金學特性


 1. 不同(tong)的化學成分(fen)和純度具有(you)不同(tong)應力腐蝕(shi)敏感性


  純(chun)金屬(shu)一度被(bei)認為不(bu)發生應力腐(fu)(fu)蝕(shi),但是通過實驗發現(xian)，純(chun)度高達99.999%的銅及(ji)99.99%的鐵在一定條件下也(ye)發生了晶間應力腐(fu)(fu)蝕(shi)開裂，因此，認為合金比純(chun)金屬(shu)更易(yi)產生應力腐(fu)(fu)蝕(shi)是恰當的。


 2. 不同組織(zhi)具有不同的(de)應力腐蝕敏(min)感(gan)性(xing)


 金屬(shu)晶(jing)(jing)體結構的(de)(de)(de)差異(yi)也影(ying)響到材料(liao)的(de)(de)(de)耐蝕(shi)性，體心(xin)立方(fang)晶(jing)(jing)格（鐵素體和(he)馬(ma)氏體）比面心(xin)立方(fang)晶(jing)(jing)格（奧氏體）更耐應力腐蝕(shi)。一般說來，粗晶(jing)(jing)粒比細晶(jing)(jing)粒對(dui)應力腐蝕(shi)更為敏(min)感。晶(jing)(jing)格缺陷，如晶(jing)(jing)界、亞(ya)晶(jing)(jing)界、露頭(tou)的(de)(de)(de)位錯群等(deng)，對(dui)應力腐蝕(shi)破裂(lie)敏(min)感，將優先溶解，常常成(cheng)為應力腐蝕(shi)破裂(lie)發生的(de)(de)(de)裂(lie)縫源(yuan)。



四、應(ying)力腐蝕裂紋擴展(zhan)速率


 金屬(shu)在無裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)、無蝕坑或缺(que)陷的(de)(de)情況下，應力腐蝕過(guo)程可分為三個(ge)階(jie)段(duan)(duan)：裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)萌生(sheng)(sheng)階(jie)段(duan)(duan)，即(ji)由于腐蝕引起(qi)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)或蝕坑的(de)(de)階(jie)段(duan)(duan)；裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)擴展(zhan)階(jie)段(duan)(duan)，即(ji)由裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)源或蝕坑開始(shi)到達(da)極限應力值為止的(de)(de)這(zhe)(zhe)一(yi)階(jie)段(duan)(duan)；失穩(wen)斷裂(lie)(lie)(lie)(lie)階(jie)段(duan)(duan)。裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)萌生(sheng)(sheng)階(jie)段(duan)(duan)的(de)(de)長短取決于合金的(de)(de)性能、環境的(de)(de)特性和應力的(de)(de)大小，這(zhe)(zhe)一(yi)時(shi)期短的(de)(de)僅(jin)幾(ji)分鐘，長的(de)(de)可達(da)幾(ji)年(nian)、十幾(ji)年(nian)或幾(ji)十年(nian)，裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)萌生(sheng)(sheng)期是服役壽(shou)命的(de)(de)主要部(bu)分。



五、應(ying)力腐蝕形態(tai)特(te)征


1. 應力腐蝕的(de)宏觀形態特征


  即使具有很(hen)高延性的金屬，其應力(li)腐蝕仍具有完(wan)全脆(cui)(cui)性的外(wai)觀。應力(li)腐蝕都呈脆(cui)(cui)性斷裂，應力(li)腐蝕的宏觀斷口(kou)常(chang)有放(fang)射花樣(yang)或人字(zi)紋。


2. 應力腐(fu)蝕(shi)的(de)微(wei)觀形態特征


  應力(li)腐蝕斷口(kou)的(de)(de)微(wei)觀特(te)征(zheng)比較復(fu)雜，它與(yu)鋼(gang)的(de)(de)成分、熱處理、環境條件、應力(li)狀態、晶體結構以及(ji)力(li)學性能等有關(guan)。金(jin)屬材(cai)料發生(sheng)應力(li)腐蝕時，僅(jin)在(zai)局部地(di)區出現(xian)(xian)由表(biao)及(ji)里的(de)(de)腐蝕裂(lie)紋，其(qi)裂(lie)紋形(xing)態主要(yao)有穿(chuan)晶型、晶界型和混(hun)合(he)型三種(zhong)。不同(tong)(tong)(tong)的(de)(de)金(jin)屬－環境體系，將出現(xian)(xian)不同(tong)(tong)(tong)的(de)(de)裂(lie)紋形(xing)態。例如，軟鋼(gang)、銅合(he)金(jin)、鎳(nie)合(he)金(jin)多半顯晶界型，奧氏體不銹鋼(gang)多半顯穿(chuan)晶型，而鈦合(he)金(jin)多半顯混(hun)合(he)型。不論表(biao)現(xian)(xian)形(xing)式(shi)如何，裂(lie)紋的(de)(de)共同(tong)(tong)(tong)特(te)點是在(zai)主干(gan)裂(lie)紋延伸的(de)(de)同(tong)(tong)(tong)時還有若干(gan)分支(zhi)同(tong)(tong)(tong)時發展，裂(lie)紋出在(zai)與(yu)最(zui)大(da)應力(li)垂直(zhi)的(de)(de)平(ping)面上，其(qi)破裂(lie)斷口(kou)顯現(xian)(xian)出脆性斷裂(lie)的(de)(de)特(te)征(zheng)。