當應力與腐蝕同時作用時，可以加速金屬的破壞。在最簡單的情況下，這兩個因素的破壞作用只是簡單疊加。如果是均勻腐蝕，則面積逐漸減小，使真實應力逐漸增加，最終達到材料的斷裂強度而斷裂；如果是晶間腐蝕，則晶間的結合力將會降低，外加的應力使腐蝕介質更容易沿晶界進行進一步的破壞，最終使殘余的晶間結合力不能承受外加應力而致斷裂。當應力不存在時，腐蝕甚微，施加應力并經過一段時間后，金屬會在腐蝕并不嚴重的情況下發生脆斷。這種應(ying)力腐蝕(shi)斷裂(lie)有如下五個共同特征。
一、力學特征
1. 具備拉應力
一般(ban)應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)都(dou)在拉應(ying)(ying)力(li)下才發生，而在壓應(ying)(ying)力(li)下不發生應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi),這種拉伸(shen)應(ying)(ying)力(li)可以是工作(zuo)狀態下材料(liao)承受外加(jia)載荷造成(cheng)(cheng)的工作(zuo)應(ying)(ying)力(li)；也可以是在生產(chan)、制造、加(jia)工和安裝過程中在材料(liao)內部(bu)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)的熱應(ying)(ying)力(li)、形(xing)(xing)變應(ying)(ying)力(li)等殘余應(ying)(ying)力(li)；還可以是由(you)裂紋(wen)內腐蝕(shi)產(chan)物的體積效應(ying)(ying)造成(cheng)(cheng)的楔(xie)入作(zuo)用或(huo)是陰極反應(ying)(ying)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)的氫(qing)產(chan)生的應(ying)(ying)力(li)。
2. 存(cun)在(zai)臨界應力
合金所承受的應(ying)力(li)越(yue)小，斷(duan)裂時間越(yue)長，當應(ying)力(li)小于某一臨(lin)界(jie)(jie)(jie)值(zhi)后，此應(ying)力(li)成為臨(lin)界(jie)(jie)(jie)應(ying)力(li)。在(zai)大多數的材料-環境體系中，存在(zai)一個臨(lin)界(jie)(jie)(jie)應(ying)力(li)，當應(ying)力(li)低于該臨(lin)界(jie)(jie)(jie)值(zhi)時，則不產生SCC.
二、環境特性
1. 腐(fu)蝕介質的特性
只有在特(te)定(ding)的腐(fu)(fu)(fu)蝕介質中含有某些(xie)對發(fa)生應力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕有特(te)效(xiao)作用的離子(zi)(zi)、分子(zi)(zi)時才會發(fa)生應力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕。這種特(te)定(ding)的腐(fu)(fu)(fu)蝕劑并不一定(ding)要大量(liang)存在，而且往往濃(nong)度很(hen)低(di)。表1.5列出(chu)了一些(xie)金屬和合(he)金發(fa)生應力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕的特(te)定(ding)介質。
2. 溶液的濃度(du)
值得指出的是，即(ji)使有時整體(ti)濃度是很低的，但(dan)是由(you)于局部位置上的濃縮作用，使該處極(ji)易產生局部腐蝕(shi)。
3. 具有一定的電位(wei)范圍
從電化(hua)(hua)(hua)(hua)學的(de)角度來看，材料與特定(ding)介質(zhi)的(de)偶合導致應力腐(fu)蝕(shi)的(de)條件是它發生在一(yi)定(ding)的(de)電位范圍(wei)內，一(yi)般是發生在鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)-活化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)過渡區或鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)-過鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)區。
三、冶金(jin)學特性
1. 不同的化學(xue)成分和(he)純(chun)度(du)具(ju)有不同應力(li)腐蝕敏(min)感性
純金(jin)(jin)屬一(yi)度被(bei)認(ren)為不發(fa)生(sheng)(sheng)應力(li)(li)腐(fu)蝕,但(dan)是通過實驗發(fa)現，純度高達(da)99.999%的銅(tong)及99.99%的鐵在一(yi)定條件下也發(fa)生(sheng)(sheng)了(le)晶間應力(li)(li)腐(fu)蝕開裂(lie)，因此(ci)，認(ren)為合金(jin)(jin)比(bi)純金(jin)(jin)屬更易產生(sheng)(sheng)應力(li)(li)腐(fu)蝕是恰當的。
2. 不同組織(zhi)具有不同的(de)應(ying)力腐(fu)蝕敏感性
金屬晶(jing)體(ti)結構(gou)的(de)差異也影響到材(cai)料的(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)，體(ti)心(xin)立(li)方晶(jing)格(ge)(ge)（鐵素體(ti)和馬氏體(ti)）比面心(xin)立(li)方晶(jing)格(ge)(ge)（奧氏體(ti)）更耐(nai)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。一般說來，粗晶(jing)粒比細晶(jing)粒對(dui)(dui)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)更為(wei)敏感(gan)。晶(jing)格(ge)(ge)缺陷，如晶(jing)界(jie)、亞晶(jing)界(jie)、露頭(tou)的(de)位錯(cuo)群等，對(dui)(dui)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)破(po)裂敏感(gan)，將優先溶解，常常成(cheng)為(wei)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)破(po)裂發(fa)生的(de)裂縫源。
四、應力腐蝕裂紋擴(kuo)展速(su)率
金(jin)屬在無(wu)裂(lie)(lie)紋(wen)、無(wu)蝕(shi)坑或缺陷的(de)(de)(de)情況(kuang)下，應(ying)力(li)腐蝕(shi)過(guo)程可(ke)分為三個(ge)階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)：裂(lie)(lie)紋(wen)萌生(sheng)(sheng)階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)，即由(you)于腐蝕(shi)引起裂(lie)(lie)紋(wen)或蝕(shi)坑的(de)(de)(de)階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)；裂(lie)(lie)紋(wen)擴展階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)，即由(you)裂(lie)(lie)紋(wen)源或蝕(shi)坑開始(shi)到達極限應(ying)力(li)值為止(zhi)的(de)(de)(de)這一階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)；失穩斷裂(lie)(lie)階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)。裂(lie)(lie)紋(wen)萌生(sheng)(sheng)階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)的(de)(de)(de)長短取決于合金(jin)的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)、環(huan)境(jing)的(de)(de)(de)特性(xing)和應(ying)力(li)的(de)(de)(de)大小，這一時期(qi)短的(de)(de)(de)僅幾分鐘，長的(de)(de)(de)可(ke)達幾年(nian)、十(shi)幾年(nian)或幾十(shi)年(nian)，裂(lie)(lie)紋(wen)萌生(sheng)(sheng)期(qi)是服(fu)役壽命的(de)(de)(de)主要部分。
五、應力腐蝕形態特(te)征
1. 應力腐蝕的宏觀(guan)形態特(te)征
即使具有很高延性的金屬(shu)，其(qi)應力腐蝕(shi)仍具有完全脆性的外觀(guan)。應力腐蝕(shi)都呈脆性斷(duan)裂，應力腐蝕(shi)的宏觀(guan)斷(duan)口常有放(fang)射(she)花樣或人字紋。
2. 應力腐蝕的微(wei)觀形態特征(zheng)
應力腐(fu)蝕(shi)斷口的(de)(de)微觀特征(zheng)比較復雜，它與鋼的(de)(de)成分(fen)、熱處理、環(huan)境條件、應力狀態、晶體結構(gou)以及力學性(xing)能(neng)等(deng)有關。金(jin)(jin)屬(shu)材料發(fa)生應力腐(fu)蝕(shi)時，僅在(zai)局(ju)部地(di)區出現由(you)表(biao)及里(li)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)，其裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)形(xing)態主要有穿晶型、晶界型和混合(he)型三種。不同(tong)的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)－環(huan)境體系(xi)，將出現不同(tong)的(de)(de)裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)形(xing)態。例(li)如，軟鋼、銅合(he)金(jin)(jin)、鎳合(he)金(jin)(jin)多(duo)半顯(xian)(xian)晶界型，奧氏體不銹鋼多(duo)半顯(xian)(xian)穿晶型，而鈦合(he)金(jin)(jin)多(duo)半顯(xian)(xian)混合(he)型。不論表(biao)現形(xing)式如何，裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)的(de)(de)共(gong)同(tong)特點是在(zai)主干裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)延伸的(de)(de)同(tong)時還(huan)有若干分(fen)支(zhi)同(tong)時發(fa)展，裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)出在(zai)與最大應力垂(chui)直的(de)(de)平(ping)面上，其破裂(lie)斷口顯(xian)(xian)現出脆性(xing)斷裂(lie)的(de)(de)特征(zheng)。
