凡是應力和腐蝕介質共同作用引起的斷裂,稱為應力腐蝕破壞。一般所說的應力腐蝕是一種較為復雜的現象。當應力不存在時,腐蝕十分微小;而施加應力經過一段時間后,金屬會在腐蝕并不嚴重的情況下發生脆斷。這類應(ying)力腐蝕斷裂有如下三個共同特征。


  ①. 應力必須(xu)是(shi)拉(la)伸的,拉(la)伸應力愈大,則斷裂時間愈短。


  ②. 腐蝕介質是特定的,只有某些金屬與介質的組合才會產生應力腐蝕斷裂,例如,黃銅的氨脆、鍋爐鋼的堿脆、低碳鋼的硝脆、高強度鋼的氫脆、奧氏體不銹鋼管(guan)的氯脆等。使不銹鋼產生應力腐蝕的介質和金屬的組合例子,列于表3-9。


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  ③. 斷(duan)裂速(su)度(du)(0.001~0.3cm/h)遠大于沒(mei)有(you)應(ying)力(li)時的(de)腐蝕破壞速(su)度(du),但又小(xiao)于單純的(de)力(li)學斷(duan)裂速(su)度(du),斷(duan)口(kou)屬于脆(cui)斷(duan)型。


  應力腐蝕(shi)裂紋是在奧氏體不(bu)銹鋼管(guan)中,在焊接部(bu)分等的殘余應力和特定的腐蝕(shi)條件下發生的應力腐蝕(shi)裂紋(SCC)。


  奧氏(shi)體型(xing)不銹鋼雖然具(ju)有優越的(de)耐腐(fu)(fu)蝕性,但是,在特定的(de)腐(fu)(fu)蝕條件下(xia),易發生(sheng)應力腐(fu)(fu)蝕裂紋(SCC)。應力腐(fu)(fu)蝕裂紋是由(you)拉伸應力和腐(fu)(fu)蝕兩種因素共同作用而(er)引起的(de)斷裂狀腐(fu)(fu)蝕。一(yi)般情況是在含有氯離子(Cl-)的(de)環境中,處于拉伸應力狀態(tai)下(xia)發生(sheng)的(de)。


 圖3-7顯示(shi)的(de)是一個熱交(jiao)換器用不(bu)銹鋼管,發生的(de)應力(li)腐(fu)蝕開裂(lie)的(de)實例。


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  不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面狀(zhuang)態(tai)分(fen)為活(huo)(huo)性(xing)狀(zhuang)態(tai)、活(huo)(huo)化(hua)(hua)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)、鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)及(ji)過鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)四種,參(can)看圖1-5不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)極(ji)(ji)化(hua)(hua)曲線。應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)發(fa)生(sheng)(sheng)在活(huo)(huo)性(xing)狀(zhuang)態(tai)、活(huo)(huo)性(xing)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)及(ji)過鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)三種情況下(xia),尤其是在中(zhong)(zhong)(zhong)性(xing)(介(jie)(jie)質(zhi))附(fu)(fu)近的(de)(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)中(zhong)(zhong)(zhong),引(yin)起的(de)(de)(de)(de)比較(jiao)多。在活(huo)(huo)性(xing)態(tai)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)是不(bu)銹(xiu)鋼(gang)表(biao)面腐(fu)(fu)蝕(shi)。在應(ying)(ying)力(li)造成的(de)(de)(de)(de)局部破(po)(po)壞部位上(shang),陽極(ji)(ji)溶(rong)解(jie)快速進(jin)(jin)行成為裂(lie)(lie)紋(wen)狀(zhuang),當有(you)氯(lv)離子(zi)(Cl-)存(cun)在時,才會促(cu)進(jin)(jin)陽極(ji)(ji)溶(rong)解(jie)。在中(zhong)(zhong)(zhong)性(xing)附(fu)(fu)近的(de)(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)中(zhong)(zhong)(zhong),在不(bu)銹(xiu)鋼(gang)表(biao)面鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)薄(bo)膜發(fa)生(sheng)(sheng)嚴重(zhong)破(po)(po)壞時,應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)反而不(bu)發(fa)生(sheng)(sheng),只有(you)在氯(lv)離子(zi)(Cl-)存(cun)在的(de)(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)薄(bo)膜被破(po)(po)壞,進(jin)(jin)行局部的(de)(de)(de)(de)陽極(ji)(ji)溶(rong)解(jie),由于應(ying)(ying)力(li)存(cun)在使之發(fa)生(sheng)(sheng)并傳(chuan)播,就(jiu)會產生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)。斷裂(lie)(lie)是在應(ying)(ying)力(li)垂直角方(fang)向上(shang)發(fa)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de),一(yi)般(ban)是邊(bian)(bian)產生(sheng)(sheng)邊(bian)(bian)發(fa)展。作為使用環境(jing)來(lai)講(jiang),幾乎(hu)全(quan)部是發(fa)生(sheng)(sheng)在所(suo)有(you)氯(lv)離子(zi)(Cl-)環境(jing)中(zhong)(zhong)(zhong)。其他如高濃度(du)的(de)(de)(de)(de)堿或酸也(ye)會引(yin)起應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)。表(biao)3-9列出了幾種不(bu)銹(xiu)鋼(gang)系列產生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)介(jie)(jie)質(zhi)。


  不(bu)銹鋼管(guan)只有(you)在鈍化(hua)狀態(tai)下才是耐(nai)腐蝕的,它(ta)有(you)最小的腐蝕電流,腐蝕速度(du)很小。


  溫度對其影響很大,溫度越高則應(ying)力(li)腐(fu)蝕裂紋(wen)越容易發生(sheng)。在(zai)實(shi)際環境(jing)中,在(zai)70℃以下的(de)(de)應(ying)力(li)腐(fu)蝕裂紋(wen)的(de)(de)實(shi)例幾(ji)乎(hu)沒有,如圖3-8所(suo)示。這里所(suo)說(shuo)的(de)(de)應(ying)力(li),包括操作時的(de)(de)動作應(ying)力(li)、熱應(ying)力(li)、裝置的(de)(de)約束應(ying)力(li)、冷(leng)加(jia)工以及(ji)焊(han)接時的(de)(de)殘(can)余(yu)應(ying)力(li)等。減少和(he)防止應(ying)力(li)腐(fu)蝕裂紋(wen)的(de)(de)對策列于(yu)表3-10。


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