有許多理論對應力腐(fu)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(hua)通路型應力腐(fu)蝕(shi) 


    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。



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2. 應變產生活性通(tong)道應力腐(fu)蝕 


   應(ying)(ying)變產生活性通道應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)是指鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)膜在(zai)應(ying)(ying)力(li)作用下同金(jin)屬基體一起變形時(shi)(shi)發(fa)(fa)生破裂(lie),裂(lie)隙(xi)處暴露出的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬成為活化(hua)(hua)(hua)陽極,發(fa)(fa)生溶解。在(zai)腐蝕(shi)過程中,鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)膜破壞(huai)的(de)(de)(de)(de)同時(shi)(shi)又(you)會(hui)使破裂(lie)的(de)(de)(de)(de)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)膜修(xiu)復,在(zai)連(lian)續發(fa)(fa)生應(ying)(ying)變的(de)(de)(de)(de)條件下修(xiu)復的(de)(de)(de)(de)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)膜又(you)遭破壞(huai)。此過程周(zhou)而復始不斷發(fa)(fa)生,當應(ying)(ying)力(li)超過修(xiu)復后鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)膜的(de)(de)(de)(de)強度,應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)即(ji)可發(fa)(fa)生,直至脆斷,如圖3-7所示。該理論著重(zhong)說(shuo)明了應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)作用。


3. 氫脆(cui)型應(ying)力腐(fu)蝕


  腐(fu)蝕(shi)電池是由小陰極和(he)大(da)陽極組成,這時大(da)陽極發(fa)生(sheng)溶解表現為均勻性(xing)(xing)腐(fu)蝕(shi)。小陰極區(qu)的(de)陰極過程中,如果(guo)發(fa)生(sheng)析氫(qing)的(de)話,將發(fa)生(sheng)陰極區(qu)金屬(shu)的(de)集中性(xing)(xing)滲氫(qing),在持續載荷作(zuo)用下氫(qing)促進塑性(xing)(xing)應(ying)變而導(dao)(dao)致脆斷,應(ying)力腐(fu)蝕(shi)就會順利發(fa)展。隨著裂(lie)紋(wen)的(de)發(fa)展,裂(lie)紋(wen)尖(jian)端應(ying)力(裂(lie)尖(jian)應(ying)力)、應(ying)變集中促進金屬(shu)中氫(qing)往裂(lie)紋(wen)尖(jian)端中聚集(叫做(zuo)應(ying)力誘導(dao)(dao)擴散),最終導(dao)(dao)致應(ying)力腐(fu)蝕(shi)斷裂(lie)。氫(qing)脆裂(lie)紋(wen)擴散機理的(de)示意圖如圖3-8所示。