不銹鋼(gang)的(de)腐蝕(shi)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)極限(xian)一般(ban)界定(ding)為(wei)在指定(ding)的(de)循環次數的(de)強度。腐蝕(shi)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)的(de)斷(duan)口(kou)也由(you)三(san)部分(fen)組成:疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)源(yuan)、疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)裂(lie)(lie)(lie)紋擴(kuo)展(zhan)區(qu)和瞬時(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)區(qu)。在疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)裂(lie)(lie)(lie)紋擴(kuo)展(zhan)區(qu)往往覆蓋有(you)腐蝕(shi)產物,瞬時(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)區(qu)與一般(ban)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)斷(duan)口(kou)相同(tong)。腐蝕(shi)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)可(ke)劃分(fen)為(wei)四種形式:
(1)在腐(fu)蝕(shi)全過程(cheng)中(zhong),金屬處(chu)于(yu)活化狀態。腐(fu)蝕(shi)疲勞(lao)裂紋往(wang)往(wang)產生于(yu)蝕(shi)孔的底部,斷口粗糙(cao),裂紋上覆蓋有腐(fu)蝕(shi)產物。
(2)在(zai)破裂過程中,金屬處于(yu)鈍(dun)化(hua)狀態,沒有(you)蝕孔,只有(you)少數裂紋,這種腐蝕疲勞難于(yu)與通(tong)常的疲勞相區別。
(3)腐蝕疲勞(lao)處于不穩定(ding)(ding)的鈍化(hua)狀(zhuang)態,開始時金(jin)屬處于鈍化(hua)狀(zhuang)態,經一定(ding)(ding)循環周次后,由于位錯移(yi)動(dong)產生的擠出型滑移(yi)臺階(jie)使(shi)金(jin)屬變為活(huo)化(hua)狀(zhuang)態。
(4)腐(fu)蝕(shi)疲(pi)勞處于受干擾的鈍化狀態,如腐(fu)蝕(shi)疲(pi)勞與應(ying)力腐(fu)蝕(shi)破(po)裂、點蝕(shi)或晶間腐(fu)蝕(shi)疊加發生。
許多雙相不(bu)銹(xiu)鋼具有良好的抗局部腐蝕性能,因此也有高的腐蝕疲勞抗力。
不銹鋼腐蝕(shi)疲勞裂紋源(yuan)的形(xing)成機制有多種模型(xing):
a. 點蝕形成裂紋機制
點(dian)蝕坑成為應力(li)集中的(de)地方,在循(xun)環應力(li)的(de)作用下,蝕坑處出現(xian)滑移臺階(jie),然后滑移臺階(jie)優先溶解,形成裂紋源(yuan)。
b. 吸附理論(lun)
介質中(zhong)活(huo)性離子被金屬表面(mian)吸附(fu),在微觀縫隙處產生楔子作用,應力集(ji)中(zhong),并降低金屬結合力,成為疲(pi)勞源。
c. 滑(hua)移(yi)溶解機(ji)制
在循環應力下,滑(hua)(hua)移(yi)(yi)過程出現滑(hua)(hua)移(yi)(yi)臺階(jie),破壞了(le)表(biao)面(mian)的鈍化膜而暴(bao)露出新(xin)鮮金(jin)屬(shu)表(biao)面(mian),新(xin)鮮金(jin)屬(shu)表(biao)面(mian)被(bei)溶(rong)(rong)解。在反向滑(hua)(hua)移(yi)(yi)時,被(bei)溶(rong)(rong)解的表(biao)面(mian)不(bu)(bu)能重新(xin)閉合。這樣在循環應力下,滑(hua)(hua)移(yi)(yi)臺階(jie)不(bu)(bu)斷被(bei)溶(rong)(rong)解,促進了(le)裂紋的萌生。
d. 表(biao)面膜(mo)破裂(lie)機制
在循環(huan)應力(li)作(zuo)用(yong)下(xia)(xia),表面膜破裂,破裂處成(cheng)(cheng)為(wei)(wei)微陽極,周圍膜成(cheng)(cheng)為(wei)(wei)大陰(yin)極,在介質(zhi)和應力(li)共同作(zuo)用(yong)下(xia)(xia),膜破裂處較快地(di)溶解成(cheng)(cheng)為(wei)(wei)疲勞裂紋核心。
腐蝕(shi)疲(pi)勞(lao)裂(lie)(lie)紋的(de)(de)擴展主要有兩(liang)種機(ji)(ji)制:陽(yang)極(ji)(ji)溶(rong)解和(he)氫(qing)脆。陽(yang)極(ji)(ji)溶(rong)解和(he)制認為,機(ji)(ji)械破裂(lie)(lie)造成的(de)(de)新鮮(xian)表(biao)面(mian)在(zai)腐蝕(shi)環(huan)境(jing)(jing)中(zhong)遭到陽(yang)極(ji)(ji)溶(rong)解,從(cong)而增大(da)裂(lie)(lie)紋擴展速(su)率。氫(qing)脆機(ji)(ji)制認為,當氫(qing)進(jin)入(ru)金屬裂(lie)(lie)縫尖端,弱化了(le)金屬鍵,在(zai)下(xia)一(yi)循環(huan)載荷時增大(da)了(le)裂(lie)(lie)紋的(de)(de)擴展。近年的(de)(de)一(yi)些看(kan)法認為,這是兩(liang)個相互關聯的(de)(de)過程。陽(yang)極(ji)(ji)溶(rong)解使局部裂(lie)(lie)紋尖端環(huan)境(jing)(jing)中(zhong)的(de)(de)pH降低,從(cong)而增加(jia)氫(qing)進(jin)入(ru)金屬裂(lie)(lie)紋尖端的(de)(de)概率。

