有許多理論對應力腐蝕現象進行解釋,現選其中比較常用的三種簡述如下:


1. 活化通路(lu)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。



6.jpg


2. 應變產生(sheng)活性通道應力腐蝕 


   應(ying)變產生(sheng)(sheng)活(huo)性通道應(ying)力(li)腐蝕是指鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜(mo)在應(ying)力(li)作用下(xia)同(tong)金(jin)屬基(ji)體一起(qi)變形時發生(sheng)(sheng)破(po)(po)(po)裂(lie),裂(lie)隙處暴露出(chu)的(de)金(jin)屬成為活(huo)化(hua)(hua)陽極,發生(sheng)(sheng)溶(rong)解。在腐蝕過程中(zhong),鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜(mo)破(po)(po)(po)壞的(de)同(tong)時又(you)會使破(po)(po)(po)裂(lie)的(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜(mo)修(xiu)復(fu),在連續發生(sheng)(sheng)應(ying)變的(de)條件下(xia)修(xiu)復(fu)的(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜(mo)又(you)遭破(po)(po)(po)壞。此過程周而(er)復(fu)始不(bu)斷發生(sheng)(sheng),當應(ying)力(li)超過修(xiu)復(fu)后鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜(mo)的(de)強(qiang)度,應(ying)力(li)腐蝕即可發生(sheng)(sheng),直(zhi)至脆斷,如圖3-7所(suo)示。該理論(lun)著(zhu)重說(shuo)明了應(ying)力(li)的(de)重要(yao)作用。


3. 氫脆型應力(li)腐蝕(shi)


  腐(fu)蝕(shi)電池是由小陰(yin)極(ji)和大(da)陽極(ji)組成,這時大(da)陽極(ji)發(fa)生溶解表(biao)現為(wei)均勻性(xing)腐(fu)蝕(shi)。小陰(yin)極(ji)區(qu)(qu)的(de)陰(yin)極(ji)過程中,如果發(fa)生析氫的(de)話,將發(fa)生陰(yin)極(ji)區(qu)(qu)金屬(shu)的(de)集中性(xing)滲氫,在(zai)持(chi)續載荷作用下氫促進塑性(xing)應變而導致(zhi)脆斷(duan),應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)就會順利發(fa)展(zhan)。隨(sui)著裂(lie)紋(wen)(wen)的(de)發(fa)展(zhan),裂(lie)紋(wen)(wen)尖端(duan)應力(li)(li)(裂(lie)尖應力(li)(li))、應變集中促進金屬(shu)中氫往裂(lie)紋(wen)(wen)尖端(duan)中聚集(叫做應力(li)(li)誘(you)導擴(kuo)散),最終(zhong)導致(zhi)應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)斷(duan)裂(lie)。氫脆裂(lie)紋(wen)(wen)擴(kuo)散機理的(de)示意(yi)圖如圖3-8所示。