有許多理論對應力(li)腐蝕現象進行解釋,現選其中比較常用的三種簡述如下:
1. 活化通路型應力(li)腐蝕
從電化學腐蝕理論中知道,當腐蝕電池是一個大陰極和一個小陽極時,陽極的溶解表現為集中性腐蝕損傷。只要在腐蝕過程中,陽極始終保持處于裂紋的最前沿,裂尖處于活化狀態下而不鈍化,與此同時其他部位(包括裂紋斷口兩側)發生鈍化,則裂紋可以一直向前發展直至斷裂如圖3-6所示。從圖中可以看出,裂紋猶如一個閉塞電池,裂紋內尖端是一個陽極區。裂口內部聚集了一些沉淀物如Fe3O4·Fe(OH)3,將裂紋通道堵塞,而此時H+可透過閉塞物質緩慢地向外擴散,內部消耗的H2O則通過滲透來補充。這樣又將其他活性離子(如Cl)帶入內部,促使內部腐蝕性增強,在應力作用下促使裂紋尖端區域鈍化膜破壞,將陽極進一步活化且更加集中,裂紋就進一步深入發展,直至斷裂。閉塞電池的實質是裂紋內部的電化學發展過程。若裂隙中沉淀物的體積大于破壞金屬的體積很多時,則出現脹裂力,使裂紋尖端應力增大,促使應力腐蝕裂紋的發展。這一理論著重說明了電化學過程的重要性。

2. 應變(bian)產(chan)生活性(xing)通道應力腐蝕
應變(bian)產生活性通道應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)是指鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)膜(mo)在(zai)應力(li)作(zuo)用下(xia)同金屬基體一起變(bian)形時(shi)(shi)發生破(po)裂(lie)(lie),裂(lie)(lie)隙處暴露出的(de)金屬成為活化(hua)陽極,發生溶(rong)解。在(zai)腐(fu)(fu)蝕(shi)過程(cheng)中,鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)膜(mo)破(po)壞的(de)同時(shi)(shi)又會使破(po)裂(lie)(lie)的(de)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)膜(mo)修(xiu)復(fu),在(zai)連續發生應變(bian)的(de)條件下(xia)修(xiu)復(fu)的(de)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)膜(mo)又遭破(po)壞。此過程(cheng)周而復(fu)始不斷發生,當(dang)應力(li)超過修(xiu)復(fu)后鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)膜(mo)的(de)強度,應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)即可發生,直至脆斷,如圖3-7所示。該理(li)論著重說明了應力(li)的(de)重要作(zuo)用。
3. 氫脆(cui)型應力腐蝕
腐蝕(shi)電池(chi)是(shi)由(you)小(xiao)陰(yin)(yin)極和大陽極組成(cheng),這時大陽極發生溶(rong)解表現(xian)為均勻性(xing)腐蝕(shi)。小(xiao)陰(yin)(yin)極區(qu)(qu)的(de)陰(yin)(yin)極過程中(zhong)(zhong)(zhong),如(ru)果發生析(xi)氫(qing)的(de)話,將發生陰(yin)(yin)極區(qu)(qu)金屬(shu)的(de)集(ji)(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)性(xing)滲氫(qing),在持續(xu)載荷作(zuo)用下(xia)氫(qing)促(cu)進(jin)塑(su)性(xing)應(ying)變而導(dao)(dao)致(zhi)(zhi)脆斷,應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)就會順利發展。隨(sui)著裂(lie)(lie)(lie)紋的(de)發展,裂(lie)(lie)(lie)紋尖(jian)端應(ying)力(li)(li)(裂(lie)(lie)(lie)尖(jian)應(ying)力(li)(li))、應(ying)變集(ji)(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)促(cu)進(jin)金屬(shu)中(zhong)(zhong)(zhong)氫(qing)往(wang)裂(lie)(lie)(lie)紋尖(jian)端中(zhong)(zhong)(zhong)聚集(ji)(ji)(叫做(zuo)應(ying)力(li)(li)誘導(dao)(dao)擴散),最終(zhong)導(dao)(dao)致(zhi)(zhi)應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)斷裂(lie)(lie)(lie)。氫(qing)脆裂(lie)(lie)(lie)紋擴散機理的(de)示(shi)意圖如(ru)圖3-8所示(shi)。

