應力腐蝕斷裂是金屬材料與特殊介質接觸，并與較高的拉應力聯合作用下而產生的脆性破裂現象。應力腐蝕與材質、介質有關，奧氏體不銹鋼管焊接接頭易發生應力腐蝕斷裂。
1. 應力腐蝕的機理
應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕是(shi)指在靜(jing)(jing)拉伸(shen)應(ying)力(li)與電(dian)化學介(jie)質(zhi)(zhi)共同作(zuo)用下、在陽極溶解過程中(zhong)，陰(yin)極氫脆(cui)(cui)(cui)引(yin)起的(de)斷(duan)(duan)裂(lie)。在應(ying)力(li)與腐(fu)(fu)蝕介(jie)質(zhi)(zhi)共同作(zuo)用下，有(you)3種不同類型的(de)局部腐(fu)(fu)蝕，即應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕、氫脆(cui)(cui)(cui)和腐(fu)(fu)蝕疲勞(lao)。氫脆(cui)(cui)(cui)也是(shi)在靜(jing)(jing)拉伸(shen)應(ying)力(li)與電(dian)化學介(jie)質(zhi)(zhi)作(zuo)用下產生的(de)，但氫脆(cui)(cui)(cui)是(shi)由于(yu)陰(yin)極吸附而引(yin)起的(de)斷(duan)(duan)裂(lie)。圖3-2是(shi)不銹鋼應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕斷(duan)(duan)裂(lie)（陽極溶解）和氫脆(cui)(cui)(cui)（陰(yin)極氫脆(cui)(cui)(cui)）模型。
腐蝕疲勞是由于除靜(jing)拉(la)伸應力外，還有交變(bian)周期的應力共同作用而引起的。
2. 應力(li)腐蝕(shi)斷裂的條件
實驗研究結(jie)果表明：不銹鋼管焊接結(jie)構在一定靜拉伸應辦(ban)、定溫(wen)度條件下的特殊介質聯合作(zuo)用下，才能發生應力腐蝕。其特殊條件如下。
a. 腐蝕介質(zhi)條(tiao)件
通常介(jie)質與(yu)被腐(fu)蝕材(cai)料之(zhi)間有匹配(pei)性(xing)，并不(bu)(bu)是(shi)所有介(jie)質與(yu)任(ren)何(he)材(cai)料之(zhi)間都能(neng)發生(sheng)應(ying)力腐(fu)蝕。表3-1是(shi)能(neng)夠引起奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼應(ying)力腐(fu)蝕的介(jie)質。
引起奧氏體不銹鋼應力腐蝕的介質中，最重要的是溶液中Cl-濃度和氧含量的同時作用。有些研究證明：盡管Cl-濃度很高，若氧含量很少，也不會發生腐蝕裂紋。同樣，如果O2很多，若Cl-較少時，也不會產生腐蝕裂紋，如圖3-3所示。即兩者必須共存。
b. 應力條件
應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)一般只在拉伸(shen)應(ying)力(li)作用下產生，尤(you)其是(shi)焊(han)接結構中的焊(han)接殘余應(ying)力(li)。當(dang)然還有工作應(ying)力(li)的作用。消除殘余應(ying)力(li)是(shi)防止應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的有效措施之(zhi)一。
c. 材(cai)料條件
一(yi)般情況(kuang)下(xia)，應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)都發生于合金(jin)(jin)材料，純(chun)金(jin)(jin)屬不(bu)發生應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)。特別是合金(jin)(jin)元(yuan)素(su)發生偏(pian)析時，產生晶界偏(pian)析會引起晶間型應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)斷裂。
3. 應力腐蝕斷裂的(de)特征(zheng)
從焊縫(feng)外觀看，應力腐蝕裂(lie)(lie)(lie)紋無明顯的均(jun)勻腐蝕痕跡(ji)，且多層(ceng)龜裂(lie)(lie)(lie)形式、斷(duan)斷(duan)續(xu)續(xu)的而且多數為橫向裂(lie)(lie)(lie)紋。對于奧氏(shi)體不銹鋼，介質(zhi)不同，斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)性質(zhi)就(jiu)會發生(sheng)變(bian)化，也(ye)會出現沿晶(jing)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)的情況，或者穿晶(jing)和沿晶(jing)的混合性質(zhi)的斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)，如表(biao)3-2所示(shi)。
由于構件的材質、服役環境、承(cheng)受(shou)載荷及應力狀(zhuang)態不(bu)同(tong)，應力腐蝕裂紋的擴展途徑也有很大不(bu)同(tong)。其擴展大體(ti)分為以下3種類型。
①. 深(shen)向(xiang)擴(kuo)展(zhan)型。由起(qi)裂點開(kai)始，一直(zhi)向(xiang)縱深(shen)擴(kuo)展(zhan)，很(hen)少有分支。這種應力腐蝕主要以(yi)穿晶（TG）形(xing)式擴(kuo)展(zhan)。
②. 橫向(xiang)擴(kuo)展(zhan)。由起裂點(dian)開始，不是向(xiang)深處發展(zhan)，而(er)是橫向(xiang)擴(kuo)展(zhan)，形成(cheng)樹根狀的(de)密(mi)集分(fen)支。這(zhe)種應(ying)力腐蝕裂紋也是以穿晶形式(shi)擴(kuo)展(zhan)。
③. 縱橫擴(kuo)(kuo)展型。這種應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)擴(kuo)(kuo)展的(de)途徑兼有(you)上述的(de)擴(kuo)(kuo)展特(te)征，即由(you)起裂(lie)(lie)點(dian)開始，既向深(shen)處(chu)發展，又向橫向發展，其(qi)擴(kuo)(kuo)展的(de)途徑具有(you)沿晶(jing)（IG）的(de)特(te)征。上述3種類(lei)型的(de)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)擴(kuo)(kuo)展形(xing)態如(ru)圖3-4所示。
