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(xiu)鋼(gang)管(guan)焊接接頭易發生應力腐蝕斷裂。
1. 應力腐蝕的機理
應力(li)腐(fu)蝕是(shi)指(zhi)在靜(jing)拉伸應力(li)與電(dian)化學介質(zhi)(zhi)共同(tong)作用(yong)下(xia)、在陽(yang)極(ji)(ji)(ji)溶解過(guo)程中，陰(yin)極(ji)(ji)(ji)氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)引起的斷裂。在應力(li)與腐(fu)蝕介質(zhi)(zhi)共同(tong)作用(yong)下(xia)，有3種不同(tong)類型的局部(bu)腐(fu)蝕，即應力(li)腐(fu)蝕、氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)和腐(fu)蝕疲勞。氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)也是(shi)在靜(jing)拉伸應力(li)與電(dian)化學介質(zhi)(zhi)作用(yong)下(xia)產生的，但氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)是(shi)由于陰(yin)極(ji)(ji)(ji)吸(xi)附而引起的斷裂。圖3-2是(shi)不銹鋼(gang)應力(li)腐(fu)蝕斷裂（陽(yang)極(ji)(ji)(ji)溶解）和氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)（陰(yin)極(ji)(ji)(ji)氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)）模型。
腐蝕疲勞是由(you)于除靜(jing)拉(la)伸(shen)應力(li)外(wai)，還有(you)交變周(zhou)期(qi)的應力(li)共同作用而引(yin)起的。
2. 應力(li)腐蝕(shi)斷(duan)裂的條件
實驗(yan)研究結果表明：不銹(xiu)鋼管焊接結構在(zai)一(yi)定靜(jing)拉伸應(ying)辦、定溫度條件下(xia)的特殊(shu)介質聯合作用下(xia)，才能發生(sheng)應(ying)力腐蝕。其特殊(shu)條件如下(xia)。
a. 腐蝕介質條件
通(tong)常介(jie)質與(yu)(yu)被腐(fu)蝕(shi)材(cai)料之(zhi)間(jian)有匹配性，并(bing)不是(shi)所有介(jie)質與(yu)(yu)任何材(cai)料之(zhi)間(jian)都能發生應(ying)力腐(fu)蝕(shi)。表3-1是(shi)能夠引起奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)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(tiao)件
應(ying)(ying)(ying)力腐蝕一般只在拉伸應(ying)(ying)(ying)力作用下產生，尤其(qi)是(shi)焊(han)接(jie)結構中的(de)焊(han)接(jie)殘余應(ying)(ying)(ying)力。當(dang)然還有(you)工作應(ying)(ying)(ying)力的(de)作用。消除殘余應(ying)(ying)(ying)力是(shi)防(fang)止應(ying)(ying)(ying)力腐蝕的(de)有(you)效措(cuo)施之一。
c. 材料條件(jian)
一般情況下，應(ying)力腐(fu)蝕(shi)都發生(sheng)于合金(jin)材料，純金(jin)屬不發生(sheng)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)。特別是合金(jin)元素(su)發生(sheng)偏(pian)析(xi)時，產生(sheng)晶界偏(pian)析(xi)會引起晶間(jian)型(xing)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)斷裂(lie)。
3. 應力腐(fu)蝕(shi)斷裂的特征
從焊縫外觀看(kan)，應力腐蝕裂(lie)(lie)紋無明顯的均勻腐蝕痕跡，且多層龜裂(lie)(lie)形(xing)式、斷(duan)斷(duan)續續的而(er)且多數為橫向裂(lie)(lie)紋。對于奧氏體不銹鋼，介質(zhi)不同，斷(duan)裂(lie)(lie)性(xing)質(zhi)就(jiu)會發生變化(hua)，也會出現沿晶(jing)斷(duan)裂(lie)(lie)的情況(kuang)，或者穿晶(jing)和沿晶(jing)的混合性(xing)質(zhi)的斷(duan)裂(lie)(lie)，如表3-2所示。
由于構件的材(cai)質、服役環境、承受載(zai)荷及應(ying)力(li)狀態不同，應(ying)力(li)腐蝕裂紋的擴(kuo)展途徑也(ye)有很(hen)大不同。其(qi)擴(kuo)展大體(ti)分為(wei)以下3種類型。
①. 深向(xiang)擴(kuo)展型。由起裂點(dian)開始(shi)，一直向(xiang)縱(zong)深擴(kuo)展，很少(shao)有分支。這種應力腐(fu)蝕主要以(yi)穿晶（TG）形式(shi)擴(kuo)展。
②. 橫向擴展(zhan)。由起裂點(dian)開始，不是(shi)向深(shen)處發展(zhan)，而是(shi)橫向擴展(zhan)，形成樹根(gen)狀的密(mi)集分(fen)支。這種應力(li)腐蝕(shi)裂紋也是(shi)以穿晶形式擴展(zhan)。
③. 縱橫擴展(zhan)(zhan)型。這種應力(li)腐蝕裂紋擴展(zhan)(zhan)的(de)途徑兼有上述的(de)擴展(zhan)(zhan)特(te)征(zheng)，即由起裂點開始，既向深處發(fa)展(zhan)(zhan)，又向橫向發(fa)展(zhan)(zhan)，其(qi)擴展(zhan)(zhan)的(de)途徑具有沿(yan)晶（IG）的(de)特(te)征(zheng)。上述3種類型的(de)應力(li)腐蝕擴展(zhan)(zhan)形態如圖3-4所示。
