有許多理論對應(ying)力腐蝕現象進行解釋,現選其中比較常用的三種簡述如下:


1. 活(huo)化通路型(xing)應力腐蝕 


    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(bian)產生活性通道應力腐(fu)蝕(shi) 


   應(ying)變(bian)產生(sheng)活(huo)性通道應(ying)力(li)腐蝕是指鈍化(hua)膜在(zai)應(ying)力(li)作用下同(tong)金屬(shu)基(ji)體一(yi)起變(bian)形時發(fa)生(sheng)破(po)裂(lie),裂(lie)隙(xi)處暴露出的(de)(de)(de)金屬(shu)成為活(huo)化(hua)陽(yang)極,發(fa)生(sheng)溶解。在(zai)腐蝕過程(cheng)(cheng)中,鈍化(hua)膜破(po)壞的(de)(de)(de)同(tong)時又會(hui)使破(po)裂(lie)的(de)(de)(de)鈍化(hua)膜修復(fu)(fu),在(zai)連續發(fa)生(sheng)應(ying)變(bian)的(de)(de)(de)條件下修復(fu)(fu)的(de)(de)(de)鈍化(hua)膜又遭破(po)壞。此(ci)過程(cheng)(cheng)周(zhou)而復(fu)(fu)始不斷(duan)發(fa)生(sheng),當應(ying)力(li)超過修復(fu)(fu)后鈍化(hua)膜的(de)(de)(de)強度,應(ying)力(li)腐蝕即可發(fa)生(sheng),直(zhi)至脆斷(duan),如圖(tu)3-7所示。該理論著重說明了應(ying)力(li)的(de)(de)(de)重要作用。


3. 氫脆型應力(li)腐蝕


  腐(fu)(fu)蝕電池是(shi)由小(xiao)陰極(ji)(ji)和大陽極(ji)(ji)組(zu)成(cheng),這(zhe)時大陽極(ji)(ji)發(fa)(fa)生溶解表現為(wei)均勻性(xing)腐(fu)(fu)蝕。小(xiao)陰極(ji)(ji)區的陰極(ji)(ji)過(guo)程中,如(ru)果發(fa)(fa)生析氫(qing)(qing)的話,將(jiang)發(fa)(fa)生陰極(ji)(ji)區金屬(shu)的集中性(xing)滲氫(qing)(qing),在持續載荷作用下氫(qing)(qing)促進(jin)塑性(xing)應(ying)(ying)變而導致脆斷,應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕就會(hui)順利(li)發(fa)(fa)展(zhan)。隨著裂紋(wen)的發(fa)(fa)展(zhan),裂紋(wen)尖(jian)(jian)端應(ying)(ying)力(裂尖(jian)(jian)應(ying)(ying)力)、應(ying)(ying)變集中促進(jin)金屬(shu)中氫(qing)(qing)往裂紋(wen)尖(jian)(jian)端中聚(ju)集(叫做應(ying)(ying)力誘導擴散),最終導致應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕斷裂。氫(qing)(qing)脆裂紋(wen)擴散機(ji)理的示意圖如(ru)圖3-8所示。