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(li)腐(fu)蝕斷裂有如下三個共同特征。
①. 應力必(bi)須是拉伸(shen)的,拉伸(shen)應力愈大,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. 斷裂(lie)速(su)(su)度(0.001~0.3cm/h)遠大于沒有應(ying)力(li)時的(de)腐(fu)蝕(shi)破壞(huai)速(su)(su)度,但又小于單(dan)純的(de)力(li)學斷裂(lie)速(su)(su)度,斷口(kou)屬于脆斷型(xing)。
應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)裂紋是在(zai)奧氏體不銹鋼管(guan)中(zhong),在(zai)焊接部分等的(de)殘余應力(li)(li)和特(te)定的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)條件下(xia)發生(sheng)的(de)應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)裂紋(SCC)。
奧氏體型不(bu)銹鋼(gang)雖然具有優(you)越的耐腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性,但是,在特定的腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)條(tiao)件下,易發生應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)裂紋(SCC)。應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)裂紋是由(you)拉(la)伸應(ying)力和腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)兩(liang)種因素(su)共同作用而引起的斷裂狀(zhuang)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。一般(ban)情況是在含有氯離子(Cl-)的環境中,處于拉(la)伸應(ying)力狀(zhuang)態下發生的。
圖3-7顯示的(de)(de)是(shi)一個熱交(jiao)換器用不銹鋼管,發生(sheng)的(de)(de)應力(li)腐(fu)蝕開(kai)裂的(de)(de)實例。

不(bu)銹鋼(gang)管的(de)(de)(de)(de)表(biao)面狀(zhuang)態(tai)(tai)分為(wei)(wei)活性狀(zhuang)態(tai)(tai)、活化(hua)(hua)(hua)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai)、鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai)及過(guo)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai)四種,參(can)看圖1-5不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)極化(hua)(hua)(hua)曲線。應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)發(fa)(fa)生(sheng)在(zai)活性狀(zhuang)態(tai)(tai)、活性鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai)及過(guo)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai)三(san)種情況下(xia),尤其是(shi)在(zai)中(zhong)(zhong)(zhong)性(介(jie)質(zhi)(zhi))附(fu)近的(de)(de)(de)(de)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai)中(zhong)(zhong)(zhong),引起的(de)(de)(de)(de)比較多。在(zai)活性態(tai)(tai)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)是(shi)不(bu)銹鋼(gang)表(biao)面腐(fu)蝕(shi)(shi)。在(zai)應(ying)(ying)力(li)造成(cheng)的(de)(de)(de)(de)局部破(po)壞部位上,陽極溶(rong)解(jie)快速(su)進行(xing)成(cheng)為(wei)(wei)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)狀(zhuang),當有氯離(li)子(Cl-)存在(zai)時,才會(hui)(hui)(hui)促進陽極溶(rong)解(jie)。在(zai)中(zhong)(zhong)(zhong)性附(fu)近的(de)(de)(de)(de)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)中(zhong)(zhong)(zhong),在(zai)不(bu)銹鋼(gang)表(biao)面鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)薄膜(mo)發(fa)(fa)生(sheng)嚴重破(po)壞時,應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)反(fan)而不(bu)發(fa)(fa)生(sheng),只有在(zai)氯離(li)子(Cl-)存在(zai)的(de)(de)(de)(de)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)薄膜(mo)被破(po)壞,進行(xing)局部的(de)(de)(de)(de)陽極溶(rong)解(jie),由于應(ying)(ying)力(li)存在(zai)使(shi)之發(fa)(fa)生(sheng)并傳播,就(jiu)會(hui)(hui)(hui)產(chan)生(sheng)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)。斷裂(lie)(lie)是(shi)在(zai)應(ying)(ying)力(li)垂直角方向(xiang)上發(fa)(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)(de),一(yi)般是(shi)邊產(chan)生(sheng)邊發(fa)(fa)展(zhan)。作為(wei)(wei)使(shi)用環(huan)境來(lai)講,幾(ji)乎全部是(shi)發(fa)(fa)生(sheng)在(zai)所有氯離(li)子(Cl-)環(huan)境中(zhong)(zhong)(zhong)。其他如高濃度的(de)(de)(de)(de)堿或(huo)酸也(ye)會(hui)(hui)(hui)引起應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)。表(biao)3-9列(lie)出(chu)了幾(ji)種不(bu)銹鋼(gang)系(xi)列(lie)產(chan)生(sheng)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)介(jie)質(zhi)(zhi)。
不銹(xiu)鋼管只有在鈍化(hua)狀態下才是耐(nai)腐(fu)(fu)蝕的(de),它(ta)有最(zui)小的(de)腐(fu)(fu)蝕電流,腐(fu)(fu)蝕速度很小。
溫(wen)度對其影響很大(da),溫(wen)度越(yue)高則應(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)裂紋越(yue)容(rong)易發生。在(zai)實際環境中(zhong),在(zai)70℃以下的應(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)裂紋的實例(li)幾(ji)乎沒有,如圖3-8所示。這里所說的應(ying)(ying)(ying)力,包括(kuo)操作(zuo)時的動作(zuo)應(ying)(ying)(ying)力、熱應(ying)(ying)(ying)力、裝置(zhi)的約(yue)束應(ying)(ying)(ying)力、冷(leng)加工以及(ji)焊接時的殘余(yu)應(ying)(ying)(ying)力等。減(jian)少和(he)防止應(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)裂紋的對策(ce)列于表3-10。


