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


1. 活化通路型應力腐蝕 


    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. 應變產生活性通道應力腐蝕 


   應(ying)(ying)變(bian)(bian)產生(sheng)活性(xing)通道(dao)應(ying)(ying)力腐蝕(shi)是指鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜(mo)在應(ying)(ying)力作用下(xia)同金屬基體一(yi)起變(bian)(bian)形(xing)時發(fa)(fa)生(sheng)破裂(lie)(lie)(lie),裂(lie)(lie)(lie)隙(xi)處暴露出的(de)(de)金屬成為(wei)活化(hua)(hua)陽極,發(fa)(fa)生(sheng)溶解。在腐蝕(shi)過程中,鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜(mo)破壞的(de)(de)同時又會使破裂(lie)(lie)(lie)的(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜(mo)修復,在連續(xu)發(fa)(fa)生(sheng)應(ying)(ying)變(bian)(bian)的(de)(de)條件下(xia)修復的(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜(mo)又遭破壞。此過程周而復始不(bu)斷發(fa)(fa)生(sheng),當應(ying)(ying)力超過修復后(hou)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜(mo)的(de)(de)強度(du),應(ying)(ying)力腐蝕(shi)即(ji)可發(fa)(fa)生(sheng),直至(zhi)脆斷,如圖(tu)3-7所示。該理論著重(zhong)說明了(le)應(ying)(ying)力的(de)(de)重(zhong)要作用。


3. 氫脆(cui)型應力腐蝕(shi)


  腐(fu)(fu)蝕(shi)電池是(shi)由小(xiao)陰(yin)極(ji)(ji)和大陽(yang)極(ji)(ji)組成,這(zhe)時大陽(yang)極(ji)(ji)發(fa)生(sheng)溶解表(biao)現為均勻性(xing)腐(fu)(fu)蝕(shi)。小(xiao)陰(yin)極(ji)(ji)區的陰(yin)極(ji)(ji)過(guo)程中(zhong),如果(guo)發(fa)生(sheng)析氫(qing)的話(hua),將發(fa)生(sheng)陰(yin)極(ji)(ji)區金屬(shu)(shu)的集(ji)中(zhong)性(xing)滲氫(qing),在持續(xu)載(zai)荷作用(yong)下氫(qing)促(cu)進塑性(xing)應變而導致(zhi)(zhi)脆(cui)斷,應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)就會順利發(fa)展。隨著裂(lie)紋的發(fa)展,裂(lie)紋尖端(duan)應力(li)(裂(lie)尖應力(li))、應變集(ji)中(zhong)促(cu)進金屬(shu)(shu)中(zhong)氫(qing)往裂(lie)紋尖端(duan)中(zhong)聚集(ji)(叫做應力(li)誘導擴散),最終導致(zhi)(zhi)應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)斷裂(lie)。氫(qing)脆(cui)裂(lie)紋擴散機理的示意圖如圖3-8所(suo)示。