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。這種應力腐蝕斷裂(lie)有如下五個共同特征。


一、力學(xue)特征(zheng)


1. 具備(bei)拉(la)應(ying)力


 一般應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)都(dou)在拉(la)應(ying)(ying)力(li)下(xia)才發(fa)生，而在壓應(ying)(ying)力(li)下(xia)不(bu)發(fa)生應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi),這種拉(la)伸應(ying)(ying)力(li)可以是(shi)(shi)(shi)工(gong)(gong)(gong)作狀(zhuang)態下(xia)材料承受外加載荷造成的(de)工(gong)(gong)(gong)作應(ying)(ying)力(li)；也(ye)可以是(shi)(shi)(shi)在生產、制造、加工(gong)(gong)(gong)和安裝過程(cheng)中在材料內部形成的(de)熱應(ying)(ying)力(li)、形變應(ying)(ying)力(li)等殘余(yu)應(ying)(ying)力(li)；還可以是(shi)(shi)(shi)由裂紋內腐蝕(shi)(shi)產物(wu)的(de)體積效(xiao)應(ying)(ying)造成的(de)楔(xie)入作用或是(shi)(shi)(shi)陰極反應(ying)(ying)形成的(de)氫(qing)產生的(de)應(ying)(ying)力(li)。


2. 存在臨(lin)界(jie)應力


 合金所承(cheng)受的(de)應(ying)力(li)越小，斷裂時(shi)(shi)間越長，當應(ying)力(li)小于某一(yi)臨(lin)界(jie)值后(hou)，此應(ying)力(li)成為臨(lin)界(jie)應(ying)力(li)。在大多(duo)數的(de)材料(liao)-環境體系中，存在一(yi)個(ge)臨(lin)界(jie)應(ying)力(li)，當應(ying)力(li)低(di)于該臨(lin)界(jie)值時(shi)(shi)，則不產(chan)生SCC.



二、環境特性


1. 腐蝕介(jie)質的特性


  只有在特(te)定(ding)(ding)的(de)(de)腐蝕(shi)介質(zhi)中(zhong)含有某些(xie)對發(fa)生應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)有特(te)效作用的(de)(de)離(li)子、分子時才會(hui)發(fa)生應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)。這(zhe)種特(te)定(ding)(ding)的(de)(de)腐蝕(shi)劑并(bing)不一定(ding)(ding)要大量存在，而且往(wang)往(wang)濃度很低。表1.5列(lie)出(chu)了一些(xie)金屬和合金發(fa)生應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)的(de)(de)特(te)定(ding)(ding)介質(zhi)。





2. 溶液的濃度


 值得指出的(de)(de)是(shi)，即使有時整體濃(nong)度是(shi)很低(di)的(de)(de)，但是(shi)由于局部(bu)位置上的(de)(de)濃(nong)縮作用(yong)，使該處(chu)極易產(chan)生局部(bu)腐(fu)蝕。


3. 具有一定的電位范圍


  從電(dian)化(hua)(hua)(hua)學的(de)(de)角(jiao)度來(lai)看，材料與特定(ding)介(jie)質的(de)(de)偶合導致應力(li)腐蝕(shi)的(de)(de)條件是(shi)它發生在(zai)一定(ding)的(de)(de)電(dian)位范圍內，一般是(shi)發生在(zai)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)-活化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過渡區(qu)(qu)或(huo)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)-過鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)區(qu)(qu)。



三、冶金學特性(xing)


 1. 不同的化學成(cheng)分和純度具有不同應力(li)腐蝕敏感性(xing)


  純金(jin)屬一度被認(ren)為(wei)不(bu)發生應力(li)(li)腐蝕(shi),但是通過實驗發現，純度高達99.999%的銅及99.99%的鐵在一定條件下也發生了晶間應力(li)(li)腐蝕(shi)開裂，因此，認(ren)為(wei)合金(jin)比純金(jin)屬更(geng)易產(chan)生應力(li)(li)腐蝕(shi)是恰當(dang)的。


 2. 不同(tong)組織(zhi)具有不同(tong)的應(ying)力腐(fu)蝕敏感性


 金屬晶體結構(gou)的(de)差(cha)異也影響到材料的(de)耐蝕性(xing)，體心(xin)立(li)方晶格(ge)（鐵素體和馬氏體）比(bi)(bi)面(mian)心(xin)立(li)方晶格(ge)（奧氏體）更耐應力(li)腐(fu)蝕。一般說來，粗晶粒比(bi)(bi)細晶粒對應力(li)腐(fu)蝕更為敏感。晶格(ge)缺陷，如晶界、亞(ya)晶界、露頭的(de)位錯(cuo)群等，對應力(li)腐(fu)蝕破(po)裂敏感，將優(you)先(xian)溶(rong)解，常常成為應力(li)腐(fu)蝕破(po)裂發生的(de)裂縫源。



四、應力腐蝕裂紋擴(kuo)展速率


 金屬在無(wu)裂(lie)紋(wen)、無(wu)蝕(shi)坑(keng)或(huo)(huo)缺陷的(de)情況(kuang)下，應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)過程可分(fen)為三(san)個階(jie)段(duan)(duan)：裂(lie)紋(wen)萌(meng)生階(jie)段(duan)(duan)，即(ji)(ji)由(you)于腐(fu)蝕(shi)引起裂(lie)紋(wen)或(huo)(huo)蝕(shi)坑(keng)的(de)階(jie)段(duan)(duan)；裂(lie)紋(wen)擴展階(jie)段(duan)(duan)，即(ji)(ji)由(you)裂(lie)紋(wen)源或(huo)(huo)蝕(shi)坑(keng)開始(shi)到(dao)達極限(xian)應(ying)力(li)值為止的(de)這一(yi)階(jie)段(duan)(duan)；失穩斷裂(lie)階(jie)段(duan)(duan)。裂(lie)紋(wen)萌(meng)生階(jie)段(duan)(duan)的(de)長短(duan)取決于合(he)金的(de)性能、環境的(de)特性和應(ying)力(li)的(de)大小，這一(yi)時期短(duan)的(de)僅幾(ji)(ji)分(fen)鐘(zhong)，長的(de)可達幾(ji)(ji)年(nian)、十幾(ji)(ji)年(nian)或(huo)(huo)幾(ji)(ji)十年(nian)，裂(lie)紋(wen)萌(meng)生期是服役(yi)壽命的(de)主要部分(fen)。



五、應(ying)力腐蝕形態特征(zheng)


1. 應力腐蝕的宏觀形態特征


  即使具有(you)很高(gao)延(yan)性(xing)(xing)的(de)金(jin)屬，其應(ying)力腐(fu)蝕(shi)仍具有(you)完(wan)全(quan)脆性(xing)(xing)的(de)外(wai)觀。應(ying)力腐(fu)蝕(shi)都呈脆性(xing)(xing)斷(duan)裂，應(ying)力腐(fu)蝕(shi)的(de)宏觀斷(duan)口(kou)常有(you)放(fang)射(she)花樣或人(ren)字(zi)紋。


2. 應(ying)力腐(fu)蝕的微觀形態(tai)特征


  應力(li)(li)腐(fu)蝕斷(duan)口的微觀特(te)征(zheng)比(bi)較復雜，它與(yu)鋼(gang)的成分、熱處(chu)理、環境條件(jian)、應力(li)(li)狀(zhuang)態、晶體結構以及(ji)力(li)(li)學性(xing)能等有(you)關(guan)。金(jin)屬(shu)材料發生應力(li)(li)腐(fu)蝕時(shi)(shi)(shi)，僅在局(ju)部(bu)地區出現(xian)由表(biao)及(ji)里的腐(fu)蝕裂(lie)紋(wen)，其裂(lie)紋(wen)形態主(zhu)要有(you)穿(chuan)晶型(xing)(xing)(xing)(xing)、晶界型(xing)(xing)(xing)(xing)和混(hun)合型(xing)(xing)(xing)(xing)三(san)種。不(bu)同(tong)的金(jin)屬(shu)－環境體系(xi)，將出現(xian)不(bu)同(tong)的裂(lie)紋(wen)形態。例(li)如，軟鋼(gang)、銅合金(jin)、鎳合金(jin)多(duo)半顯(xian)晶界型(xing)(xing)(xing)(xing)，奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)多(duo)半顯(xian)穿(chuan)晶型(xing)(xing)(xing)(xing)，而鈦合金(jin)多(duo)半顯(xian)混(hun)合型(xing)(xing)(xing)(xing)。不(bu)論表(biao)現(xian)形式如何，裂(lie)紋(wen)的共(gong)同(tong)特(te)點是在主(zhu)干裂(lie)紋(wen)延伸(shen)的同(tong)時(shi)(shi)(shi)還(huan)有(you)若干分支同(tong)時(shi)(shi)(shi)發展，裂(lie)紋(wen)出在與(yu)最大應力(li)(li)垂直的平面上(shang)，其破(po)裂(lie)斷(duan)口顯(xian)現(xian)出脆性(xing)斷(duan)裂(lie)的特(te)征(zheng)。