金屬的應(yīng)力腐蝕

近年來，我國的基礎(chǔ)建設(shè)事業(yè)蓬勃發(fā)展，更加成熟的新技術(shù)不斷應(yīng)用于新各種項目中。金屬材料是最重要的工程材料之一，在材料使用過程中，不難發(fā)現(xiàn)應(yīng)力腐蝕在其中扮演著非常重要的角色。

應(yīng)力腐蝕是指材料、機械零件或構(gòu)件在靜應(yīng)力（主要是拉應(yīng)力）和腐蝕的共同作用下產(chǎn)生的失效現(xiàn)象，一般認為有陽極溶解和氫致開裂兩種。應(yīng)力腐蝕一般均穿過晶粒，即所謂穿晶腐蝕，是由殘余或外加應(yīng)力導(dǎo)致的應(yīng)變和腐蝕聯(lián)合作用產(chǎn)生的材料破壞過程。

發(fā)生機理

常見應(yīng)力腐蝕的機理是：零件或構(gòu)件在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)作用下，表面的氧化膜被腐蝕而受到破壞，破壞的表面和未破壞的表面分別形成陽極和陰極，陽極處的金屬成為離子而被溶解，產(chǎn)生電流流向陰極。由于陽極面積比陰極的小得多，陽極的電流密度很大，進一步腐蝕已破壞的表面。加上拉應(yīng)力的作用，破壞處逐漸形成裂紋，裂紋隨時間逐漸擴展直到斷裂。這種裂紋不僅可以沿著金屬晶粒邊界發(fā)展，而且還能穿過晶粒發(fā)展。

條件因素

應(yīng)力腐蝕形成一般主要有以下三大因素：

1、一定拉應(yīng)力的存在；

2、金屬本身對應(yīng)力腐蝕的敏感性；

3、處于應(yīng)力腐蝕環(huán)境之中（包含溫度、腐蝕性介質(zhì)等）。

此外，還會有一些其他方面的因素，多種因素共同促成應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。

破壞特征

應(yīng)力腐蝕裂紋首先產(chǎn)生在與腐蝕介質(zhì)接觸的金屬表面，然后會由表面逐漸向內(nèi)部延伸。應(yīng)力腐蝕裂紋首先產(chǎn)生在與腐蝕介質(zhì)接觸的金屬表面，然后會由表面逐漸向內(nèi)部延伸，但并不會導(dǎo)致明顯的塑性變形。應(yīng)力腐蝕裂紋走向與所受拉應(yīng)力垂直，從表面看呈直線狀、樹枝狀及放射狀等多種形態(tài)，而深入金屬內(nèi)部的應(yīng)力腐蝕裂紋成干枯的樹根狀，裂紋斷口為典型的脆性斷口。

應(yīng)力腐蝕具有非常大的危害性。金屬材料在特定的腐蝕環(huán)境中，應(yīng)力水平越高，破裂時間就越短，由應(yīng)力腐蝕引起的斷裂會在沒有明顯宏觀變形，也沒有任何征兆的情況下發(fā)生，其破壞具有突發(fā)性。不僅如此，應(yīng)力腐蝕還往往深入到金屬內(nèi)部，一旦有應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象發(fā)生，很難修復(fù)，甚至?xí)?dǎo)致工程整體結(jié)構(gòu)遭受致命的破壞。

應(yīng)力腐蝕試驗涉及標準

GB/T 25996-2010 絕熱材料對奧氏體不銹鋼外部應(yīng)力腐蝕開裂的試驗方法

ASTM G35-1998(2010) 測定不銹鋼及有關(guān)鎳鉻鐵合金對于連多硫酸應(yīng)力腐蝕破裂敏感性的規(guī)程

ASTM G38-2001(2013) C-環(huán)形應(yīng)力腐蝕試樣的制作和使用的標準實施規(guī)程

ASTM G41-1990(2013) 測定金屬在熱鹽環(huán)境下應(yīng)力斷裂敏感性

ASTM G44-1999(2013) 在3.5%氯化鈉溶液中用交替浸漬法評定金屬及合金的抗應(yīng)力腐蝕破裂

ASTM G49-1985(2011) 直接張力應(yīng)力腐蝕試驗樣品的制備及使用規(guī)程

涉及測試

金屬應(yīng)力腐蝕試驗