應力腐蝕破(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(li)腐蝕破(po)壞的特征是裂縫和拉應(ying)力(li)方向垂直，斷口呈脆性破(po)壞，顯(xian)微分(fen)析可在斷口附近發現許多(duo)裂紋，它們多(duo)沿晶(jing)(jing)界(jie)分(fen)布，也(ye)有穿(chuan)晶(jing)(jing)分(fen)布，或晶(jing)(jing)界(jie)與穿(chuan)晶(jing)(jing)混(hun)合分(fen)布。
應力腐(fu)蝕破(po)裂時，腐(fu)蝕介質是(shi)特定的(de)，只(zhi)有某些金(jin)屬(shu)一介質的(de)組合(he)才產生應力腐(fu)蝕破(po)裂，如奧(ao)氏體不銹鋼(gang)的(de)氯脆、高強度鋼(gang)的(de)氫(qing)脆等。
一(yi)般認(ren)為(wei)，產生奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼應(ying)力(li)腐蝕(shi)是(shi)應(ying)力(li)和(he)電化學腐蝕(shi)共(gong)同作(zuo)用的(de)(de)(de)結果。奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼在介質中形成(cheng)(cheng)鈍化膜(mo)，在應(ying)力(li)的(de)(de)(de)作(zuo)用下出(chu)現滑移臺階導致(zhi)表(biao)面(mian)(mian)膜(mo)破裂(lie)，膜(mo)的(de)(de)(de)局部破壞造(zao)成(cheng)(cheng)裸露金(jin)屬(shu)成(cheng)(cheng)為(wei)小(xiao)陽極(ji)，小(xiao)陽極(ji)的(de)(de)(de)溶(rong)解逐步形成(cheng)(cheng)裂(lie)紋，在應(ying)力(li)與環境的(de)(de)(de)共(gong)同作(zuo)用下，破裂(lie)過程加(jia)速發展。應(ying)力(li)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)另一(yi)種機制(zhi)(zhi)是(shi)氫(qing)脆機制(zhi)(zhi)，認(ren)為(wei)蝕(shi)坑或(huo)裂(lie)紋內形成(cheng)(cheng)閉塞電池，使(shi)裂(lie)紋尖端(duan)或(huo)蝕(shi)坑底的(de)(de)(de)介質具有低的(de)(de)(de)pH，滿足(zu)了陰極(ji)析氫(qing)的(de)(de)(de)條件，氫(qing)原子吸(xi)附于(yu)金(jin)屬(shu)表(biao)面(mian)(mian)引起氫(qing)脆，而導致(zhi)應(ying)力(li)腐蝕(shi)。
在介質的影響下，裂紋(wen)可以(yi)在低(di)于Kic時擴(kuo)展而導致斷裂，如圖9.5所示。人們定義裂紋(wen)“長”時間或給定時間不擴(kuo)展的應(ying)力場強度因(yin)子K1值為KIscc，Kiscc也是一種韌性參(can)量，它與Kic的差異(yi)便是介質的影響。Kiscc／Kic則是衡(heng)量材料應(ying)力腐(fu)蝕敏感性的指標。
當應力腐蝕裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)前端的K1＞K1scc時(shi)，裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)會隨時(shi)間而(er)長(chang)大，裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)擴(kuo)展(zhan)速率以da／dt斷(duan)裂(lie)(lie)時(shi)間表(biao)示。應力腐蝕的發(fa)展(zhan)通常分為三個階(jie)段(duan)：第(di)一(yi)(yi)階(jie)段(duan)包括孕(yun)育期、表(biao)面膜的蝕穿、裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)的形核；第(di)二階(jie)段(duan)為裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)相(xiang)對穩定(ding)擴(kuo)展(zhan)階(jie)段(duan)；第(di)三階(jie)段(duan)為裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)快速擴(kuo)展(zhan)和斷(duan)裂(lie)(lie)階(jie)段(duan)。實踐中，第(di)一(yi)(yi)階(jie)段(duan)往(wang)往(wang)最長(chang)，成為整(zheng)個過程的控制階(jie)段(duan)。
18Cr-8Ni奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼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(lun)在奧氏體鋼(gang)(gang)或復(fu)相(xiang)鋼(gang)(gang)中加入1.5％以上的(de)硅(gui)均能顯(xian)著改善鋼(gang)(gang)的(de)抗應(ying)力腐蝕斷裂(lie)性能。硅(gui)能顯(xian)著縮(suo)小y區，因此(ci)含硅(gui)較高的(de)鋼(gang)(gang)會含有8相(xiang)，形(xing)成復(fu)相(xiang)鋼(gang)(gang)。
有(you)關(guan)奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼氯脆各種(zhong)影響因素的深入分析及其機理的研究可參(can)閱有(you)關(guan)文獻。
測(ce)(ce)量Kiscc比較(jiao)簡單，最(zui)常用的是(shi)懸(xuan)臂(bei)梁彎(wan)(wan)曲(qu)試驗，試樣采用和(he)測(ce)(ce)Kic的標(biao)(biao)準(zhun)三(san)點(dian)彎(wan)(wan)曲(qu)試樣相同(tong)，但要長一些。樣品一端固定(ding)(ding)于立(li)柱上，另一端與一個力(li)臂(bei)相連，力(li)臂(bei)的另一端加上載荷。在樣品的預裂紋周圍配置(zhi)所研究(jiu)的環境，還可以同(tong)時(shi)測(ce)(ce)出da／dt-K1曲(qu)線。我國(guo)于1995年開始，制定(ding)(ding)了國(guo)家推薦標(biao)(biao)準(zhun)GB／T 15970-1995《金屬和(he)合金的腐(fu)蝕 應(ying)力(li)腐(fu)蝕試驗》，直至2007年先(xian)后(hou)發布了第(di)1～第(di)9共9個部分。
