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。這種應力腐蝕斷裂有如下五個共同特征。


一、力學特征


1. 具(ju)備拉應力(li)


 一般應力(li)腐蝕都在(zai)拉應力(li)下(xia)才發生(sheng)，而在(zai)壓應力(li)下(xia)不發生(sheng)應力(li)腐蝕,這種拉伸(shen)應力(li)可以(yi)(yi)是(shi)工(gong)作(zuo)狀態下(xia)材料(liao)承受外加(jia)載(zai)荷(he)造成(cheng)的工(gong)作(zuo)應力(li)；也可以(yi)(yi)是(shi)在(zai)生(sheng)產(chan)、制(zhi)造、加(jia)工(gong)和安(an)裝過(guo)程中在(zai)材料(liao)內(nei)部形(xing)(xing)成(cheng)的熱應力(li)、形(xing)(xing)變應力(li)等(deng)殘余應力(li)；還可以(yi)(yi)是(shi)由裂紋內(nei)腐蝕產(chan)物的體積效(xiao)應造成(cheng)的楔入作(zuo)用或(huo)是(shi)陰極反應形(xing)(xing)成(cheng)的氫產(chan)生(sheng)的應力(li)。


2. 存(cun)在(zai)臨界應力(li)


 合金(jin)所承受的應(ying)(ying)力(li)越小，斷裂時間越長，當應(ying)(ying)力(li)小于某一臨(lin)界(jie)值后，此應(ying)(ying)力(li)成為臨(lin)界(jie)應(ying)(ying)力(li)。在(zai)大多數的材料-環境體系中(zhong)，存在(zai)一個臨(lin)界(jie)應(ying)(ying)力(li)，當應(ying)(ying)力(li)低于該臨(lin)界(jie)值時，則不(bu)產生(sheng)SCC.



二、環境特性


1. 腐蝕介質的(de)特(te)性


  只有(you)在(zai)特定的(de)腐(fu)蝕(shi)介質(zhi)中含有(you)某些對發(fa)(fa)生應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)有(you)特效作用的(de)離子(zi)、分子(zi)時(shi)才(cai)會發(fa)(fa)生應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)。這(zhe)種特定的(de)腐(fu)蝕(shi)劑(ji)并不一定要大量(liang)存(cun)在(zai)，而且(qie)往往濃度很(hen)低。表1.5列出了一些金屬(shu)和合(he)金發(fa)(fa)生應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)特定介質(zhi)。





2. 溶液的濃度


 值得(de)指出的(de)是，即使有時整體濃度是很(hen)低的(de)，但是由于(yu)局部位(wei)置上(shang)的(de)濃縮作用，使該處極(ji)易(yi)產生局部腐(fu)蝕(shi)。


3. 具有一(yi)定的電位(wei)范(fan)圍


  從(cong)電化(hua)學的(de)(de)角度來看，材料與特定(ding)介質的(de)(de)偶(ou)合導(dao)致應力腐(fu)蝕的(de)(de)條件是它發生在一定(ding)的(de)(de)電位范(fan)圍內，一般(ban)是發生在鈍(dun)化(hua)-活化(hua)的(de)(de)過渡區或鈍(dun)化(hua)-過鈍(dun)化(hua)區。



三、冶金學特性(xing)


 1. 不(bu)同的(de)化學(xue)成(cheng)分和(he)純(chun)度(du)具有(you)不(bu)同應力腐蝕敏感性


  純(chun)金屬一度被認(ren)為不發生(sheng)(sheng)應(ying)力(li)腐蝕(shi),但是通(tong)過(guo)實(shi)驗發現，純(chun)度高達99.999%的(de)銅及99.99%的(de)鐵在一定(ding)條件下也發生(sheng)(sheng)了(le)晶間應(ying)力(li)腐蝕(shi)開裂(lie)，因(yin)此，認(ren)為合金比(bi)純(chun)金屬更易產(chan)生(sheng)(sheng)應(ying)力(li)腐蝕(shi)是恰當(dang)的(de)。


 2. 不同組(zu)織(zhi)具有(you)不同的應力腐蝕敏感(gan)性


 金屬晶(jing)(jing)體結構的差異(yi)也(ye)影(ying)響到材料的耐(nai)(nai)蝕(shi)性，體心立方(fang)晶(jing)(jing)格（鐵(tie)素體和馬氏體）比面心立方(fang)晶(jing)(jing)格（奧氏體）更耐(nai)(nai)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)。一(yi)般說來(lai)，粗晶(jing)(jing)粒(li)比細晶(jing)(jing)粒(li)對(dui)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)更為(wei)敏感。晶(jing)(jing)格缺陷(xian)，如晶(jing)(jing)界(jie)、亞晶(jing)(jing)界(jie)、露(lu)頭的位錯群(qun)等，對(dui)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)破裂敏感，將優(you)先溶解，常常成為(wei)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)破裂發生的裂縫源。



四、應(ying)力(li)腐蝕裂紋擴展(zhan)速率(lv)


 金(jin)屬(shu)在無(wu)裂(lie)(lie)紋(wen)、無(wu)蝕(shi)坑(keng)或(huo)(huo)缺陷的(de)(de)情況下(xia)，應力腐(fu)蝕(shi)過程可(ke)分(fen)為三個階(jie)(jie)(jie)段：裂(lie)(lie)紋(wen)萌生階(jie)(jie)(jie)段，即由于腐(fu)蝕(shi)引起裂(lie)(lie)紋(wen)或(huo)(huo)蝕(shi)坑(keng)的(de)(de)階(jie)(jie)(jie)段；裂(lie)(lie)紋(wen)擴(kuo)展階(jie)(jie)(jie)段，即由裂(lie)(lie)紋(wen)源或(huo)(huo)蝕(shi)坑(keng)開始到達(da)極限應力值為止的(de)(de)這一階(jie)(jie)(jie)段；失穩(wen)斷裂(lie)(lie)階(jie)(jie)(jie)段。裂(lie)(lie)紋(wen)萌生階(jie)(jie)(jie)段的(de)(de)長(chang)短(duan)(duan)取決(jue)于合金(jin)的(de)(de)性能、環境的(de)(de)特性和應力的(de)(de)大小，這一時期短(duan)(duan)的(de)(de)僅幾(ji)分(fen)鐘(zhong)，長(chang)的(de)(de)可(ke)達(da)幾(ji)年(nian)、十幾(ji)年(nian)或(huo)(huo)幾(ji)十年(nian)，裂(lie)(lie)紋(wen)萌生期是服(fu)役壽命的(de)(de)主要部分(fen)。



五、應(ying)力(li)腐(fu)蝕形態特征(zheng)


1. 應力腐蝕(shi)的宏觀(guan)形態特(te)征


  即使(shi)具有(you)很高延性(xing)的(de)金(jin)屬，其應(ying)力腐蝕(shi)仍具有(you)完(wan)全脆(cui)性(xing)的(de)外(wai)觀(guan)。應(ying)力腐蝕(shi)都呈脆(cui)性(xing)斷(duan)裂，應(ying)力腐蝕(shi)的(de)宏(hong)觀(guan)斷(duan)口常有(you)放(fang)射(she)花樣或人字紋。


2. 應力腐蝕的微觀形態(tai)特征


  應力(li)腐蝕(shi)斷(duan)(duan)口(kou)的(de)(de)(de)(de)微觀特(te)征比較復雜(za)，它與鋼的(de)(de)(de)(de)成分(fen)、熱處理、環境(jing)條件、應力(li)狀態、晶(jing)(jing)體結構以及力(li)學性(xing)能(neng)等有(you)關。金(jin)屬材料發生應力(li)腐蝕(shi)時(shi)，僅在(zai)局部(bu)地區出(chu)(chu)現(xian)由表(biao)及里的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)裂(lie)紋(wen)，其(qi)裂(lie)紋(wen)形(xing)(xing)態主(zhu)要(yao)有(you)穿晶(jing)(jing)型(xing)(xing)、晶(jing)(jing)界型(xing)(xing)和混合(he)(he)型(xing)(xing)三種(zhong)。不同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬－環境(jing)體系，將出(chu)(chu)現(xian)不同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)裂(lie)紋(wen)形(xing)(xing)態。例如，軟鋼、銅合(he)(he)金(jin)、鎳(nie)合(he)(he)金(jin)多半顯(xian)晶(jing)(jing)界型(xing)(xing)，奧氏(shi)體不銹鋼多半顯(xian)穿晶(jing)(jing)型(xing)(xing)，而鈦合(he)(he)金(jin)多半顯(xian)混合(he)(he)型(xing)(xing)。不論(lun)表(biao)現(xian)形(xing)(xing)式如何，裂(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)(de)共同(tong)(tong)特(te)點是在(zai)主(zhu)干裂(lie)紋(wen)延伸的(de)(de)(de)(de)同(tong)(tong)時(shi)還(huan)有(you)若干分(fen)支(zhi)同(tong)(tong)時(shi)發展，裂(lie)紋(wen)出(chu)(chu)在(zai)與最大應力(li)垂(chui)直的(de)(de)(de)(de)平面(mian)上(shang)，其(qi)破裂(lie)斷(duan)(duan)口(kou)顯(xian)現(xian)出(chu)(chu)脆性(xing)斷(duan)(duan)裂(lie)的(de)(de)(de)(de)特(te)征。