有許多理論對應力(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(lu)型應力(li)腐蝕(shi) 


    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。



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2. 應變產生活(huo)性通道應力(li)腐蝕 


   應(ying)(ying)變(bian)產生(sheng)(sheng)活性通(tong)道應(ying)(ying)力(li)腐蝕是指(zhi)鈍(dun)化(hua)(hua)膜在應(ying)(ying)力(li)作(zuo)用下同金屬基體一起變(bian)形(xing)時發(fa)生(sheng)(sheng)破裂(lie),裂(lie)隙(xi)處暴露出的(de)金屬成為(wei)活化(hua)(hua)陽(yang)極,發(fa)生(sheng)(sheng)溶解。在腐蝕過(guo)程(cheng)中(zhong),鈍(dun)化(hua)(hua)膜破壞的(de)同時又(you)會使破裂(lie)的(de)鈍(dun)化(hua)(hua)膜修復(fu),在連續發(fa)生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)變(bian)的(de)條件下修復(fu)的(de)鈍(dun)化(hua)(hua)膜又(you)遭破壞。此過(guo)程(cheng)周而復(fu)始不斷(duan)發(fa)生(sheng)(sheng),當應(ying)(ying)力(li)超過(guo)修復(fu)后鈍(dun)化(hua)(hua)膜的(de)強度,應(ying)(ying)力(li)腐蝕即可發(fa)生(sheng)(sheng),直至脆斷(duan),如(ru)圖3-7所示。該理(li)論著重說明了應(ying)(ying)力(li)的(de)重要作(zuo)用。


3. 氫(qing)脆型應力腐(fu)蝕


  腐(fu)蝕(shi)電池(chi)是由(you)小陰(yin)(yin)極(ji)和大(da)陽極(ji)組成,這(zhe)時大(da)陽極(ji)發生(sheng)溶解表現為均勻性腐(fu)蝕(shi)。小陰(yin)(yin)極(ji)區(qu)的(de)(de)(de)陰(yin)(yin)極(ji)過程(cheng)中(zhong)(zhong),如(ru)果發生(sheng)析(xi)氫(qing)的(de)(de)(de)話,將發生(sheng)陰(yin)(yin)極(ji)區(qu)金屬的(de)(de)(de)集中(zhong)(zhong)性滲氫(qing),在持續載荷作用下氫(qing)促進塑性應(ying)(ying)(ying)變而導(dao)(dao)致(zhi)脆斷(duan)(duan),應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)就會順利發展(zhan)。隨著裂(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)發展(zhan),裂(lie)紋(wen)尖端應(ying)(ying)(ying)力(li)(裂(lie)尖應(ying)(ying)(ying)力(li))、應(ying)(ying)(ying)變集中(zhong)(zhong)促進金屬中(zhong)(zhong)氫(qing)往裂(lie)紋(wen)尖端中(zhong)(zhong)聚(ju)集(叫做應(ying)(ying)(ying)力(li)誘導(dao)(dao)擴散),最(zui)終導(dao)(dao)致(zhi)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)。氫(qing)脆裂(lie)紋(wen)擴散機(ji)理的(de)(de)(de)示意圖如(ru)圖3-8所(suo)示。