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。這類應力腐蝕斷裂有如下三個共同特征。
①. 應(ying)力必(bi)須是(shi)拉伸的,拉伸應(ying)力愈大,則斷(duan)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。

③. 斷(duan)(duan)裂速度(0.001~0.3cm/h)遠大于沒有應力(li)時的(de)腐蝕破壞速度,但又小于單純的(de)力(li)學(xue)斷(duan)(duan)裂速度,斷(duan)(duan)口(kou)屬于脆斷(duan)(duan)型。
應(ying)力腐(fu)蝕(shi)裂紋是在奧氏體不銹鋼管中(zhong),在焊接部分等的(de)殘余(yu)應(ying)力和特定的(de)腐(fu)蝕(shi)條件(jian)下發生的(de)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)裂紋(SCC)。
奧(ao)氏(shi)體型不(bu)銹鋼(gang)雖然具有(you)優越的耐腐(fu)(fu)(fu)蝕性,但是(shi)(shi),在特定的腐(fu)(fu)(fu)蝕條(tiao)件下,易發生(sheng)應(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕裂紋(SCC)。應(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕裂紋是(shi)(shi)由(you)拉伸應(ying)力和腐(fu)(fu)(fu)蝕兩種因素(su)共同作用而引(yin)起(qi)的斷裂狀(zhuang)腐(fu)(fu)(fu)蝕。一(yi)般情況是(shi)(shi)在含有(you)氯離子(Cl-)的環境中,處于拉伸應(ying)力狀(zhuang)態下發生(sheng)的。
圖3-7顯(xian)示(shi)的(de)是一個熱交換(huan)器用不(bu)銹鋼管,發生的(de)應力(li)腐蝕開裂的(de)實例。

不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)表面(mian)(mian)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)分為(wei)活性(xing)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)、活化(hua)(hua)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)、鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)及過(guo)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)四(si)種(zhong)(zhong),參看圖1-5不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)極(ji)化(hua)(hua)曲(qu)線(xian)。應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)裂(lie)紋發(fa)生在(zai)(zai)(zai)活性(xing)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)、活性(xing)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)及過(guo)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)三種(zhong)(zhong)情況下,尤其(qi)是在(zai)(zai)(zai)中性(xing)(介(jie)質)附(fu)近(jin)的(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)中,引(yin)起的(de)(de)比較多。在(zai)(zai)(zai)活性(xing)態(tai)(tai)中的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)裂(lie)紋是不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)表面(mian)(mian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。在(zai)(zai)(zai)應(ying)(ying)力(li)造成的(de)(de)局(ju)部(bu)破(po)壞(huai)部(bu)位(wei)上,陽(yang)極(ji)溶(rong)解快速進(jin)行(xing)成為(wei)裂(lie)紋狀(zhuang)(zhuang),當(dang)有氯離(li)子(zi)(Cl-)存(cun)在(zai)(zai)(zai)時(shi),才(cai)會(hui)(hui)(hui)促(cu)進(jin)陽(yang)極(ji)溶(rong)解。在(zai)(zai)(zai)中性(xing)附(fu)近(jin)的(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)中,在(zai)(zai)(zai)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)表面(mian)(mian)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)薄膜發(fa)生嚴重(zhong)破(po)壞(huai)時(shi),應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)裂(lie)紋反(fan)而不(bu)發(fa)生,只有在(zai)(zai)(zai)氯離(li)子(zi)(Cl-)存(cun)在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)薄膜被破(po)壞(huai),進(jin)行(xing)局(ju)部(bu)的(de)(de)陽(yang)極(ji)溶(rong)解,由于(yu)應(ying)(ying)力(li)存(cun)在(zai)(zai)(zai)使之(zhi)發(fa)生并傳播,就(jiu)會(hui)(hui)(hui)產生應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)裂(lie)紋。斷裂(lie)是在(zai)(zai)(zai)應(ying)(ying)力(li)垂直角(jiao)方向上發(fa)生的(de)(de),一般是邊產生邊發(fa)展。作(zuo)為(wei)使用環境來講,幾乎全部(bu)是發(fa)生在(zai)(zai)(zai)所有氯離(li)子(zi)(Cl-)環境中。其(qi)他如(ru)高濃(nong)度的(de)(de)堿或酸也會(hui)(hui)(hui)引(yin)起應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)裂(lie)紋。表3-9列出了幾種(zhong)(zhong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)系(xi)列產生應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)介(jie)質。
不銹(xiu)鋼管只有在鈍化狀態下才是耐腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的,它有最小的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)電流,腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速度很小。
溫度(du)對其(qi)影(ying)響很大,溫度(du)越高(gao)則應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕裂紋(wen)越容易發(fa)生。在實際環境中,在70℃以下(xia)的(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕裂紋(wen)的(de)(de)(de)實例幾乎沒(mei)有,如(ru)圖3-8所(suo)示(shi)。這(zhe)里所(suo)說的(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li),包括操作時(shi)的(de)(de)(de)動作應(ying)力(li)(li)、熱應(ying)力(li)(li)、裝置的(de)(de)(de)約束(shu)應(ying)力(li)(li)、冷(leng)加工以及(ji)焊接時(shi)的(de)(de)(de)殘(can)余應(ying)力(li)(li)等。減少和防止應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕裂紋(wen)的(de)(de)(de)對策列于(yu)表3-10。


