凡是應力和腐蝕介質共同作用引起的斷裂,稱為應力腐蝕破壞。一般所說的應力腐蝕是一種較為復雜的現象。當應力不存在時,腐蝕十分微小;而施加應力經過一段時間后,金屬會在腐蝕并不嚴重的情況下發生脆斷。這類應力腐蝕(shi)斷裂有如下三個共同特征。
①. 應(ying)力(li)(li)必(bi)須是拉(la)伸的(de),拉(la)伸應(ying)力(li)(li)愈大,則(ze)斷裂時(shi)間愈短。
②. 腐蝕介質是特定的,只有某些金屬與介質的組合才會產生應力腐蝕斷裂,例如,黃銅的氨脆、鍋爐鋼的堿脆、低碳鋼的硝脆、高強度鋼的氫脆、奧氏體不銹(xiu)鋼管的氯脆等。使不銹鋼產生應力腐蝕的介質和金屬的組合例子,列于表3-9。

③. 斷(duan)裂(lie)速度(0.001~0.3cm/h)遠大于(yu)沒有應(ying)力時的腐蝕破(po)壞(huai)速度,但(dan)又小(xiao)于(yu)單純的力學斷(duan)裂(lie)速度,斷(duan)口(kou)屬(shu)于(yu)脆(cui)斷(duan)型(xing)。
應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)裂紋(wen)是在奧氏體不銹鋼管中(zhong),在焊接部分等(deng)的(de)殘余應(ying)(ying)力(li)和特定的(de)腐蝕(shi)條件下發生的(de)應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)裂紋(wen)(SCC)。
奧氏體(ti)型不(bu)銹鋼雖(sui)然具(ju)有優越(yue)的耐腐(fu)(fu)蝕性,但是(shi),在特定的腐(fu)(fu)蝕條件(jian)下,易(yi)發(fa)生應(ying)力腐(fu)(fu)蝕裂紋(SCC)。應(ying)力腐(fu)(fu)蝕裂紋是(shi)由拉伸(shen)應(ying)力和腐(fu)(fu)蝕兩種因素共同作用而引起的斷裂狀腐(fu)(fu)蝕。一般情況是(shi)在含有氯離(li)子(Cl-)的環境中(zhong),處于拉伸(shen)應(ying)力狀態下發(fa)生的。
圖3-7顯示的(de)是一個熱交換器用不銹鋼(gang)管,發生的(de)應(ying)力腐蝕開裂的(de)實例。

不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)管的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)分為(wei)活(huo)性(xing)(xing)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)、活(huo)化(hua)(hua)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)、鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)及過鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)四種,參看圖1-5不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)極(ji)化(hua)(hua)曲線。應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)裂(lie)(lie)紋發(fa)(fa)生(sheng)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)活(huo)性(xing)(xing)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)、活(huo)性(xing)(xing)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)及過鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)三種情況下,尤(you)其是在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)中(zhong)性(xing)(xing)(介質)附(fu)近(jin)的(de)(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)中(zhong),引起的(de)(de)(de)(de)比(bi)較多。在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)活(huo)性(xing)(xing)態(tai)(tai)(tai)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)裂(lie)(lie)紋是不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)表(biao)面(mian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)應力(li)(li)造成的(de)(de)(de)(de)局(ju)部(bu)(bu)破壞部(bu)(bu)位上(shang)(shang),陽極(ji)溶(rong)解(jie)(jie)快速進行(xing)成為(wei)裂(lie)(lie)紋狀(zhuang),當有(you)(you)氯離子(Cl-)存(cun)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)時(shi),才會(hui)促進陽極(ji)溶(rong)解(jie)(jie)。在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)中(zhong)性(xing)(xing)附(fu)近(jin)的(de)(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)中(zhong),在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)表(biao)面(mian)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)薄膜發(fa)(fa)生(sheng)嚴重破壞時(shi),應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)裂(lie)(lie)紋反而不(bu)(bu)(bu)發(fa)(fa)生(sheng),只有(you)(you)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)氯離子(Cl-)存(cun)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)薄膜被破壞,進行(xing)局(ju)部(bu)(bu)的(de)(de)(de)(de)陽極(ji)溶(rong)解(jie)(jie),由于應力(li)(li)存(cun)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)使之發(fa)(fa)生(sheng)并(bing)傳播,就會(hui)產(chan)(chan)生(sheng)應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)裂(lie)(lie)紋。斷裂(lie)(lie)是在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)應力(li)(li)垂直角方(fang)向上(shang)(shang)發(fa)(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)(de),一般是邊產(chan)(chan)生(sheng)邊發(fa)(fa)展。作為(wei)使用環(huan)(huan)境來講,幾乎全部(bu)(bu)是發(fa)(fa)生(sheng)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)所有(you)(you)氯離子(Cl-)環(huan)(huan)境中(zhong)。其他如高濃度的(de)(de)(de)(de)堿(jian)或酸(suan)也會(hui)引起應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)裂(lie)(lie)紋。表(biao)3-9列出了幾種不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)系列產(chan)(chan)生(sheng)應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)介質。
不銹鋼管只有在(zai)鈍化(hua)狀(zhuang)態下(xia)才(cai)是(shi)耐腐蝕的(de),它有最小的(de)腐蝕電流,腐蝕速度很(hen)小。
溫度對(dui)(dui)其影響很大,溫度越(yue)(yue)高則應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)裂紋(wen)越(yue)(yue)容易發(fa)生。在(zai)實際環境中,在(zai)70℃以(yi)下的(de)(de)(de)應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)裂紋(wen)的(de)(de)(de)實例幾乎沒有,如圖(tu)3-8所(suo)示。這(zhe)里(li)所(suo)說的(de)(de)(de)應(ying)力(li),包括(kuo)操(cao)作時的(de)(de)(de)動(dong)作應(ying)力(li)、熱(re)應(ying)力(li)、裝置的(de)(de)(de)約(yue)束應(ying)力(li)、冷加工以(yi)及焊接時的(de)(de)(de)殘余應(ying)力(li)等。減少和(he)防止應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)裂紋(wen)的(de)(de)(de)對(dui)(dui)策(ce)列于表3-10。


