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)力腐蝕斷(duan)裂有如下五個共同特征。


一、力學特征


1. 具備(bei)拉應力


 一(yi)般應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐蝕(shi)都(dou)在(zai)拉(la)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)下(xia)才(cai)發(fa)生，而在(zai)壓應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)下(xia)不(bu)發(fa)生應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐蝕(shi),這種拉(la)伸應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)可(ke)以是(shi)工作(zuo)狀(zhuang)態下(xia)材料承(cheng)受(shou)外加(jia)載荷造(zao)成的工作(zuo)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)；也(ye)可(ke)以是(shi)在(zai)生產、制造(zao)、加(jia)工和安裝過程(cheng)中(zhong)在(zai)材料內部形成的熱(re)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)、形變(bian)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)等殘余(yu)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)；還可(ke)以是(shi)由裂(lie)紋內腐蝕(shi)產物的體積效應(ying)(ying)(ying)造(zao)成的楔入作(zuo)用或是(shi)陰極反應(ying)(ying)(ying)形成的氫產生的應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)。


2. 存(cun)在臨界應力(li)


 合金所承受的應力越(yue)小(xiao)(xiao)，斷(duan)裂時間越(yue)長(chang)，當(dang)應力小(xiao)(xiao)于(yu)某一臨(lin)界值后，此應力成為臨(lin)界應力。在(zai)大多數的材料-環(huan)境體系中，存在(zai)一個臨(lin)界應力，當(dang)應力低于(yu)該臨(lin)界值時，則不(bu)產生SCC.



二、環境特性


1. 腐蝕介質的特性


  只有(you)(you)在特定的(de)腐蝕(shi)(shi)介質中含有(you)(you)某些對發生應力腐蝕(shi)(shi)有(you)(you)特效作用(yong)的(de)離子、分子時(shi)才會發生應力腐蝕(shi)(shi)。這(zhe)種(zhong)特定的(de)腐蝕(shi)(shi)劑并不(bu)一(yi)定要大量存在，而且(qie)往往濃度很低。表1.5列(lie)出了(le)一(yi)些金(jin)(jin)屬和(he)合金(jin)(jin)發生應力腐蝕(shi)(shi)的(de)特定介質。





2. 溶液的濃度(du)


 值得指出的(de)(de)是，即使(shi)有時整體濃度(du)是很低的(de)(de)，但是由(you)于局部(bu)(bu)位置上的(de)(de)濃縮作(zuo)用，使(shi)該處極(ji)易產生(sheng)局部(bu)(bu)腐蝕。


3. 具有一定的(de)電位范圍


  從電化學的(de)角度(du)來看，材料與特定(ding)介質的(de)偶合導致(zhi)應力腐蝕(shi)的(de)條件是它發生在(zai)一定(ding)的(de)電位(wei)范圍內(nei)，一般是發生在(zai)鈍化-活化的(de)過渡(du)區(qu)或鈍化-過鈍化區(qu)。



三、冶(ye)金學特性


 1. 不同(tong)的化(hua)學成分和純度(du)具有不同(tong)應力腐蝕(shi)敏(min)感性


  純金(jin)屬(shu)一度(du)被認(ren)為不發(fa)(fa)生(sheng)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕,但是通過實驗(yan)發(fa)(fa)現，純度(du)高達99.999%的(de)銅及99.99%的(de)鐵在一定條(tiao)件下也發(fa)(fa)生(sheng)了晶(jing)間應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕開裂，因此，認(ren)為合金(jin)比純金(jin)屬(shu)更易產生(sheng)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕是恰當(dang)的(de)。


 2. 不(bu)同(tong)組織具有不(bu)同(tong)的應力腐蝕敏感性


 金(jin)屬(shu)晶(jing)(jing)體結構的(de)差(cha)異也(ye)影(ying)響到材料的(de)耐蝕性(xing)，體心立方晶(jing)(jing)格(ge)（鐵素(su)體和馬氏(shi)體）比面心立方晶(jing)(jing)格(ge)（奧氏(shi)體）更耐應力腐蝕。一般說(shuo)來，粗晶(jing)(jing)粒(li)比細晶(jing)(jing)粒(li)對(dui)應力腐蝕更為敏感。晶(jing)(jing)格(ge)缺陷，如晶(jing)(jing)界、亞(ya)晶(jing)(jing)界、露頭的(de)位(wei)錯(cuo)群(qun)等，對(dui)應力腐蝕破(po)裂(lie)敏感，將優先溶(rong)解(jie)，常常成(cheng)為應力腐蝕破(po)裂(lie)發生的(de)裂(lie)縫源。



四、應力(li)腐蝕裂紋(wen)擴展速(su)率


 金(jin)屬在無(wu)裂(lie)紋(wen)(wen)、無(wu)蝕坑(keng)或(huo)(huo)缺陷的(de)情況下，應力(li)腐蝕過程可分為三(san)個階(jie)段(duan)：裂(lie)紋(wen)(wen)萌生(sheng)階(jie)段(duan)，即(ji)由于腐蝕引(yin)起裂(lie)紋(wen)(wen)或(huo)(huo)蝕坑(keng)的(de)階(jie)段(duan)；裂(lie)紋(wen)(wen)擴(kuo)展階(jie)段(duan)，即(ji)由裂(lie)紋(wen)(wen)源或(huo)(huo)蝕坑(keng)開(kai)始到達極限應力(li)值為止的(de)這(zhe)一階(jie)段(duan)；失穩斷裂(lie)階(jie)段(duan)。裂(lie)紋(wen)(wen)萌生(sheng)階(jie)段(duan)的(de)長短取(qu)決于合金(jin)的(de)性能、環(huan)境(jing)的(de)特性和應力(li)的(de)大小，這(zhe)一時期短的(de)僅幾(ji)分鐘，長的(de)可達幾(ji)年、十幾(ji)年或(huo)(huo)幾(ji)十年，裂(lie)紋(wen)(wen)萌生(sheng)期是服役壽命的(de)主要部分。



五、應力腐蝕(shi)形態特征


1. 應力腐(fu)蝕(shi)的宏(hong)觀形態特(te)征(zheng)


  即使具(ju)有很(hen)高延性(xing)的金屬，其應(ying)力(li)腐蝕(shi)仍(reng)具(ju)有完全脆性(xing)的外觀(guan)。應(ying)力(li)腐蝕(shi)都呈脆性(xing)斷(duan)裂，應(ying)力(li)腐蝕(shi)的宏(hong)觀(guan)斷(duan)口常(chang)有放射花樣或(huo)人字紋。


2. 應力(li)腐蝕的微觀形態特(te)征(zheng)


  應力(li)腐(fu)蝕(shi)斷(duan)口的(de)微觀特征比(bi)較復雜，它與鋼(gang)(gang)的(de)成分、熱處理、環境條件、應力(li)狀態、晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)結構以及(ji)(ji)力(li)學性能等(deng)有關。金(jin)(jin)屬材料發生應力(li)腐(fu)蝕(shi)時(shi)，僅(jin)在(zai)局部(bu)地區出(chu)現(xian)由表及(ji)(ji)里(li)的(de)腐(fu)蝕(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)，其(qi)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)形(xing)態主要(yao)有穿晶(jing)(jing)型(xing)(xing)、晶(jing)(jing)界型(xing)(xing)和混合(he)(he)型(xing)(xing)三(san)種。不(bu)同(tong)的(de)金(jin)(jin)屬－環境體(ti)(ti)(ti)系，將出(chu)現(xian)不(bu)同(tong)的(de)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)形(xing)態。例如，軟鋼(gang)(gang)、銅合(he)(he)金(jin)(jin)、鎳合(he)(he)金(jin)(jin)多(duo)半(ban)(ban)顯晶(jing)(jing)界型(xing)(xing)，奧氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)多(duo)半(ban)(ban)顯穿晶(jing)(jing)型(xing)(xing)，而(er)鈦合(he)(he)金(jin)(jin)多(duo)半(ban)(ban)顯混合(he)(he)型(xing)(xing)。不(bu)論表現(xian)形(xing)式(shi)如何，裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)的(de)共同(tong)特點是在(zai)主干(gan)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)延伸的(de)同(tong)時(shi)還有若(ruo)干(gan)分支同(tong)時(shi)發展，裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)出(chu)在(zai)與最大應力(li)垂直的(de)平面上，其(qi)破裂(lie)(lie)斷(duan)口顯現(xian)出(chu)脆性斷(duan)裂(lie)(lie)的(de)特征。