不銹鋼的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)極(ji)限一般界定(ding)為在指(zhi)定(ding)的(de)循環次數的(de)強度。腐(fu)(fu)蝕(shi)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)的(de)斷(duan)(duan)口也由三(san)部分組成:疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)源、疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)裂(lie)(lie)紋擴(kuo)展區(qu)(qu)和瞬(shun)時斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)區(qu)(qu)。在疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)裂(lie)(lie)紋擴(kuo)展區(qu)(qu)往(wang)往(wang)覆蓋(gai)有腐(fu)(fu)蝕(shi)產物,瞬(shun)時斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)區(qu)(qu)與一般疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)斷(duan)(duan)口相同(tong)。腐(fu)(fu)蝕(shi)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)可劃分為四種形式:
(1)在腐(fu)(fu)蝕(shi)全過程(cheng)中,金屬處于(yu)活化狀態。腐(fu)(fu)蝕(shi)疲勞裂(lie)紋往(wang)往(wang)產(chan)生于(yu)蝕(shi)孔的底部,斷(duan)口粗糙,裂(lie)紋上覆蓋有(you)腐(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)物。
(2)在破裂過程中(zhong),金屬處于(yu)鈍(dun)化狀態,沒有(you)蝕(shi)孔,只有(you)少數裂紋,這(zhe)種腐蝕(shi)疲勞(lao)難于(yu)與通(tong)常的疲勞(lao)相區別(bie)。
(3)腐蝕疲勞處于(yu)不穩(wen)定(ding)的鈍(dun)化狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai),開始時金屬處于(yu)鈍(dun)化狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai),經一定(ding)循環周次(ci)后,由于(yu)位錯移動產生的擠出型(xing)滑移臺(tai)階使(shi)金屬變為活化狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)。
(4)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)疲(pi)(pi)勞處于受干擾的鈍化狀態,如腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)疲(pi)(pi)勞與應力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)破裂、點蝕(shi)(shi)(shi)或晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)疊(die)加(jia)發生。
許多雙相不銹鋼(gang)具有良好的抗局部腐蝕性能,因此也有高的腐蝕疲勞抗力。
不銹鋼腐(fu)蝕疲勞(lao)裂紋源的形成機制(zhi)有多(duo)種模型:
a. 點蝕形成裂紋機制
點蝕坑(keng)成為(wei)應(ying)力集中的(de)(de)地方(fang),在(zai)循環應(ying)力的(de)(de)作用下,蝕坑(keng)處出現滑移(yi)臺階,然后滑移(yi)臺階優(you)先溶解,形成裂紋(wen)源。
b. 吸附理(li)論(lun)
介質(zhi)中活性(xing)離子被金(jin)屬表面吸(xi)附,在(zai)微觀縫(feng)隙處(chu)產生(sheng)楔子作(zuo)用,應力(li)集(ji)中,并(bing)降(jiang)低金(jin)屬結合力(li),成為疲(pi)勞源。
c. 滑移溶(rong)解機制(zhi)
在循環應(ying)力(li)下,滑移(yi)過程出現(xian)滑移(yi)臺階(jie)(jie),破壞(huai)了表(biao)(biao)面(mian)的(de)鈍化(hua)膜而暴露(lu)出新(xin)鮮(xian)金(jin)屬表(biao)(biao)面(mian),新(xin)鮮(xian)金(jin)屬表(biao)(biao)面(mian)被(bei)溶解(jie)。在反向滑移(yi)時,被(bei)溶解(jie)的(de)表(biao)(biao)面(mian)不(bu)能重新(xin)閉合。這樣(yang)在循環應(ying)力(li)下,滑移(yi)臺階(jie)(jie)不(bu)斷(duan)被(bei)溶解(jie),促進(jin)了裂紋的(de)萌(meng)生(sheng)。
d. 表(biao)面膜破裂機制(zhi)
在(zai)循環應(ying)力作用(yong)下,表面膜破(po)裂(lie),破(po)裂(lie)處成(cheng)為(wei)微陽極(ji),周圍膜成(cheng)為(wei)大陰極(ji),在(zai)介(jie)質(zhi)和應(ying)力共同作用(yong)下,膜破(po)裂(lie)處較(jiao)快地溶(rong)解成(cheng)為(wei)疲勞裂(lie)紋核(he)心。
腐蝕(shi)(shi)疲勞(lao)裂(lie)紋(wen)的(de)(de)擴展(zhan)主要(yao)有兩(liang)種機(ji)(ji)制:陽(yang)(yang)(yang)極(ji)溶(rong)解和(he)氫(qing)脆(cui)(cui)。陽(yang)(yang)(yang)極(ji)溶(rong)解和(he)制認(ren)為,機(ji)(ji)械破裂(lie)造成的(de)(de)新鮮表面在腐蝕(shi)(shi)環境(jing)中(zhong)遭到陽(yang)(yang)(yang)極(ji)溶(rong)解,從(cong)而增(zeng)(zeng)大裂(lie)紋(wen)擴展(zhan)速率。氫(qing)脆(cui)(cui)機(ji)(ji)制認(ren)為,當氫(qing)進入(ru)金(jin)屬(shu)裂(lie)縫尖端(duan),弱化了金(jin)屬(shu)鍵,在下一(yi)循環載荷時(shi)增(zeng)(zeng)大了裂(lie)紋(wen)的(de)(de)擴展(zhan)。近年的(de)(de)一(yi)些看法(fa)認(ren)為,這是兩(liang)個相互關聯(lian)的(de)(de)過(guo)程。陽(yang)(yang)(yang)極(ji)溶(rong)解使局部裂(lie)紋(wen)尖端(duan)環境(jing)中(zhong)的(de)(de)pH降低,從(cong)而增(zeng)(zeng)加氫(qing)進入(ru)金(jin)屬(shu)裂(lie)紋(wen)尖端(duan)的(de)(de)概率。

