應力腐蝕(shi)破(po)裂（stress corrosion cracking，SCC）是靜拉應力與腐蝕共同作用下導致的一種損壞，表現為斷裂，斷口呈脆性斷裂的形態。腐蝕對斷裂的影響可以是通過對裂紋前端的陽極溶解，也可以是通過氫原子的作用使裂紋前端變脆。


  不銹(xiu)鋼在拉應力狀態下，在某些介質中經過一段不長時間，就會發生破裂，隨著拉應力的加大，發生破裂的時間縮短。當取消拉應力時，鋼的腐蝕量很小，并且不發生破裂。應力的來源通常是由于金屬經過不正確的熱處理或焊接和冷加工過程產生的殘余應力，也可能是外加負荷，或者二者同時存在。


  應(ying)力腐蝕破壞的特征是裂縫(feng)和拉應(ying)力方向垂直(zhi)，斷(duan)口呈脆性(xing)破壞，顯微分(fen)析可(ke)在斷(duan)口附近發現許(xu)多(duo)裂紋，它們多(duo)沿晶(jing)界分(fen)布(bu)(bu)，也有穿(chuan)晶(jing)分(fen)布(bu)(bu)，或(huo)晶(jing)界與穿(chuan)晶(jing)混合分(fen)布(bu)(bu)。


  應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)破(po)裂時，腐(fu)(fu)蝕(shi)介(jie)質是特定的，只(zhi)有某些金屬一介(jie)質的組合才產生應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)破(po)裂，如(ru)奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)的氯脆、高強(qiang)度鋼(gang)的氫脆等。


  一般認為，產生奧氏(shi)體(ti)不銹鋼應(ying)力(li)腐(fu)蝕是(shi)應(ying)力(li)和(he)電化學腐(fu)蝕共(gong)同(tong)作(zuo)用(yong)的結(jie)果。奧氏(shi)體(ti)不銹鋼在(zai)介(jie)質(zhi)(zhi)中(zhong)形(xing)成(cheng)(cheng)鈍化膜，在(zai)應(ying)力(li)的作(zuo)用(yong)下出現滑移(yi)臺(tai)階導致(zhi)表面(mian)膜破裂(lie)(lie)，膜的局部破壞(huai)造成(cheng)(cheng)裸露(lu)金屬成(cheng)(cheng)為小陽極(ji)，小陽極(ji)的溶解(jie)逐步形(xing)成(cheng)(cheng)裂(lie)(lie)紋(wen)，在(zai)應(ying)力(li)與環境的共(gong)同(tong)作(zuo)用(yong)下，破裂(lie)(lie)過程加速(su)發展。應(ying)力(li)腐(fu)蝕的另一種機(ji)制(zhi)是(shi)氫(qing)脆(cui)機(ji)制(zhi)，認為蝕坑或(huo)(huo)裂(lie)(lie)紋(wen)內形(xing)成(cheng)(cheng)閉塞電池，使(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)尖端或(huo)(huo)蝕坑底的介(jie)質(zhi)(zhi)具有(you)低的pH，滿足了陰極(ji)析氫(qing)的條件(jian)，氫(qing)原子吸附于金屬表面(mian)引起(qi)氫(qing)脆(cui)，而導致(zhi)應(ying)力(li)腐(fu)蝕。


  在介質的(de)(de)影(ying)響(xiang)下(xia)，裂紋(wen)可以在低于Kic時(shi)擴展而導致斷裂，如圖9.5所示。人們定義裂紋(wen)“長”時(shi)間(jian)或給定時(shi)間(jian)不擴展的(de)(de)應(ying)力場強度因(yin)子K1值為KIscc，Kiscc也是一(yi)種韌(ren)性參量(liang)，它與Kic的(de)(de)差異便是介質的(de)(de)影(ying)響(xiang)。Kiscc／Kic則是衡量(liang)材料(liao)應(ying)力腐(fu)蝕敏感性的(de)(de)指標。


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  當應力(li)腐(fu)蝕裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)前(qian)端的(de)(de)K1＞K1scc時(shi)(shi)(shi)，裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)會隨時(shi)(shi)(shi)間而長大，裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)擴(kuo)展(zhan)(zhan)速(su)率以da／dt斷裂(lie)(lie)(lie)時(shi)(shi)(shi)間表(biao)示。應力(li)腐(fu)蝕的(de)(de)發展(zhan)(zhan)通(tong)常分為三個階(jie)(jie)段(duan)：第一(yi)(yi)階(jie)(jie)段(duan)包(bao)括孕育(yu)期、表(biao)面膜的(de)(de)蝕穿、裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)的(de)(de)形核；第二(er)階(jie)(jie)段(duan)為裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)相(xiang)對穩(wen)定(ding)擴(kuo)展(zhan)(zhan)階(jie)(jie)段(duan)；第三階(jie)(jie)段(duan)為裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)快速(su)擴(kuo)展(zhan)(zhan)和斷裂(lie)(lie)(lie)階(jie)(jie)段(duan)。實踐中，第一(yi)(yi)階(jie)(jie)段(duan)往(wang)往(wang)最長，成(cheng)為整個過程(cheng)的(de)(de)控制階(jie)(jie)段(duan)。


  18Cr-8Ni奧氏體不銹鋼(gang)對氯脆的敏感性很大。鎳含量高于8％時，鎳含量越高，抗氯脆能力越大。鎳含量低于8％時，鎳含量越低，抗氯脆能力越大。這是由于生成的復相鋼和鐵素體不銹鋼的氯脆趨勢較小。用錳氮代替鎳的鉻錳氮奧氏體不銹鋼有較好的抗氯脆性能。在18Cr-8Ni奧氏體不銹鋼中加入1％～2％Mo將增加氯脆趨勢。鈦和鈮都增加鉻鎳奧氏體不銹鋼對氯脆的敏感性。


  無論在奧氏體鋼(gang)(gang)或復(fu)相(xiang)鋼(gang)(gang)中加(jia)入1.5％以(yi)上的(de)(de)硅(gui)均能顯著(zhu)改善鋼(gang)(gang)的(de)(de)抗應力腐蝕斷裂(lie)性(xing)能。硅(gui)能顯著(zhu)縮小y區，因此含硅(gui)較高(gao)的(de)(de)鋼(gang)(gang)會含有8相(xiang)，形成復(fu)相(xiang)鋼(gang)(gang)。


  有(you)關(guan)奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼氯(lv)脆各種影(ying)響因素(su)的深入分析(xi)及其機理的研究可參閱有(you)關(guan)文獻。


  測量Kiscc比較簡單，最常用(yong)的(de)是(shi)懸(xuan)臂(bei)梁彎(wan)曲(qu)試(shi)(shi)驗，試(shi)(shi)樣(yang)采用(yong)和測Kic的(de)標準三(san)點彎(wan)曲(qu)試(shi)(shi)樣(yang)相(xiang)同，但要長一些(xie)。樣(yang)品一端(duan)固定(ding)于(yu)立柱上，另(ling)一端(duan)與(yu)一個力臂(bei)相(xiang)連(lian)，力臂(bei)的(de)另(ling)一端(duan)加上載荷。在樣(yang)品的(de)預(yu)裂紋周(zhou)圍(wei)配置所研(yan)究的(de)環境，還可以(yi)同時測出da／dt-K1曲(qu)線。我國于(yu)1995年開始，制定(ding)了(le)(le)國家推薦(jian)標準GB／T 15970-1995《金屬和合金的(de)腐蝕 應(ying)力腐蝕試(shi)(shi)驗》，直(zhi)至2007年先后發布了(le)(le)第1～第9共9個部分。