金屬及其合金的高清下載香蕉視頻app蘋果:應力腐蝕開裂已被廣泛研究，研究應力腐蝕的最基本問題是探索裂紋起源、擴展的原因和過程。目前，已經在研究裂紋尖端化學和電化學狀態、應力強度與裂紋擴展速率的關系、氫在裂紋擴展中的地位、應力和應變速率的作用等方面取得了很大進展。已經提出的應力腐蝕開裂機理有陽極溶解型機理和氫致開裂型機理兩大類。在這兩類機理的基礎上又發展了表面膜破裂理論、活性通道理論、應力吸附開裂理論、腐蝕產物楔人理論、閉塞電池理論、以機械開裂為主的兩段論及開裂三階段理論等。應力腐蝕是一個非常復雜的問題，裂紋只是其形式的一種，造成裂紋的原因和裂紋進展過程在不同條件下也不同，所以很多時候不能只用一種理論來解釋。以下將簡要介紹應力腐蝕的相關機理。
1. 陽(yang)極溶解機理
陽極溶解理論是由T.P.Hoar和 J.G.Hines提出的。本理論認為，在應力和腐蝕的聯合作用下，局部位置上產生了微裂紋。這時金屬的整個表面是陰極區，裂紋的側面和尖端組成了陽極區，產生了大陰極、小陽極的電化學腐蝕。應力腐蝕是由裂紋尖端的快速陽極溶解所引起的，裂紋的側面由于有表面膜等，使得側面方向上的溶解受到了抑制，從而比裂紋尖端處的溶解速率要小得多，這就保證裂紋能像剪刀似地向前擴展。這種理論最適用于自鈍化金屬。由于裂紋兩側受到鈍化膜保護，更顯示出裂紋尖端的快速溶解，隨著裂紋向前推進，裂紋兩側的金屬將重新發生鈍化(hua)（即再鈍化），因此這種理論與膜的再鈍化過程有密切聯系。如果再鈍化太快，就不會產生裂縫的進一步腐蝕；如果再鈍化太慢，裂縫尖部將變圓而形成活性較低的蝕孔。只有當裂縫中鈍化膜破裂和再鈍化過程處于某種同步條件下才能使裂紋向縱深發展，可以設想有一個使裂縫進展狹小的再鈍化時間的范圍。陽極溶解理論是傳統的應力腐蝕機理，關于它的研究比較多。
2. 氫(qing)致開(kai)裂機(ji)理
近(jin)年來，應(ying)力(li)腐蝕(shi)的(de)(de)吸氫(qing)(qing)脆(cui)變理論(lun)研(yan)究取(qu)得了較大(da)(da)的(de)(de)進展。該(gai)理論(lun)認為，由(you)于腐蝕(shi)的(de)(de)陰極反(fan)應(ying)產生(sheng)氫(qing)(qing)，氫(qing)(qing)原子擴散到裂縫尖端金屬內部(bu)，使這一區(qu)域變脆(cui)，在(zai)拉應(ying)力(li)作用(yong)下(xia)脆(cui)斷。此(ci)理論(lun)幾(ji)乎(hu)一致(zhi)(zhi)的(de)(de)意見是：在(zai)應(ying)力(li)腐蝕(shi)破裂中，氫(qing)(qing)起了重要(yao)的(de)(de)作用(yong)。由(you)于海(hai)洋結(jie)構用(yong)鋼(gang)在(zai)腐蝕(shi)很強的(de)(de)海(hai)洋大(da)(da)氣環(huan)境中，在(zai)金屬表(biao)(biao)面(mian)容易發生(sheng)陰極析氫(qing)(qing)反(fan)應(ying)，造(zao)成氫(qing)(qing)在(zai)鋼(gang)鐵(tie)表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)吸附及向(xiang)內部(bu)的(de)(de)擴散，使鋼(gang)鐵(tie)結(jie)構脆(cui)變；同時，在(zai)交變載荷作用(yong)下(xia)，鋼(gang)鐵(tie)結(jie)構很容易發生(sheng)由(you)氫(qing)(qing)脆(cui)造(zao)成的(de)(de)斷裂，危害巨大(da)(da)，氫(qing)(qing)致(zhi)(zhi)開(kai)裂的(de)(de)具體機理將在(zai)以后(hou)重點(dian)介紹。
3. 表(biao)面膜破裂機理
在(zai)(zai)腐(fu)蝕介質中，金(jin)屬(shu)(shu)表(biao)面(mian)(mian)(mian)形成具(ju)有保護(hu)能(neng)力的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)膜(mo)，此膜(mo)在(zai)(zai)應力作用下引起破壞或減(jian)弱，結果(guo)暴露(lu)出(chu)新(xin)鮮表(biao)面(mian)(mian)(mian)。此新(xin)鮮表(biao)面(mian)(mian)(mian)在(zai)(zai)電解質溶(rong)液中成為陽極(ji)(ji)(ji)，它與陰(yin)極(ji)(ji)(ji)具(ju)有表(biao)面(mian)(mian)(mian)膜(mo)的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)其余表(biao)面(mian)(mian)(mian)組成一個大(da)面(mian)(mian)(mian)積(ji)陰(yin)極(ji)(ji)(ji)和小面(mian)(mian)(mian)積(ji)陽極(ji)(ji)(ji)的(de)(de)腐(fu)蝕電池；陽極(ji)(ji)(ji)部位(wei)產生(sheng)(sheng)坑蝕，進(jin)而萌(meng)生(sheng)(sheng)裂(lie)紋。表(biao)面(mian)(mian)(mian)膜(mo)破裂(lie)是(shi)(shi)由(you)多種因素(su)造(zao)成的(de)(de)，如機械損傷。在(zai)(zai)應力的(de)(de)作用下表(biao)面(mian)(mian)(mian)膜(mo)的(de)(de)破壞可以用滑移(yi)階(jie)梯來解釋。金(jin)屬(shu)(shu)在(zai)(zai)應力的(de)(de)作用下產生(sheng)(sheng)塑性變形就是(shi)(shi)金(jin)屬(shu)(shu)中的(de)(de)位(wei)錯沿(yan)滑移(yi)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)運(yun)動，結果(guo)在(zai)(zai)表(biao)面(mian)(mian)(mian)匯合處出(chu)現(xian)滑移(yi)階(jie)梯，如果(guo)表(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)保護(hu)膜(mo)不能(neng)隨著階(jie)梯發(fa)生(sheng)(sheng)相應的(de)(de)變化，表(biao)面(mian)(mian)(mian)膜(mo)就要被破壞。
4. 活性通道理論
活性(xing)通(tong)(tong)道(dao)理(li)論是由迪(di)克斯、米爾斯和(he)布朗等人最先(xian)提出(chu)的(de)(de)(de)，他們認(ren)為，在發(fa)生應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)開裂的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)或合(he)金(jin)(jin)中(zhong)存在著(zhu)一條易(yi)于(yu)(yu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)、基本(ben)上是連續的(de)(de)(de)通(tong)(tong)道(dao)，沿著(zhu)這條活性(xing)通(tong)(tong)道(dao)優先(xian)發(fa)生陽(yang)極(ji)溶(rong)解。活性(xing)通(tong)(tong)道(dao)可由以下一些不同(tong)的(de)(de)(de)原(yuan)因構(gou)成：①. 合(he)金(jin)(jin)成分和(he)顯微結構(gou)上的(de)(de)(de)差(cha)異，如多相合(he)金(jin)(jin)和(he)晶(jing)界(jie)(jie)的(de)(de)(de)析出(chu)物(wu)等；②. 溶(rong)質原(yuan)子可能析出(chu)的(de)(de)(de)高度無序晶(jing)界(jie)(jie)或亞晶(jing)界(jie)(jie)；③. 由于(yu)(yu)局(ju)部應(ying)力集中(zhong)及由此(ci)產生的(de)(de)(de)應(ying)變引(yin)起的(de)(de)(de)陽(yang)極(ji)晶(jing)界(jie)(jie)面(mian)；④. 由于(yu)(yu)應(ying)變引(yin)起表面(mian)膜(mo)的(de)(de)(de)局(ju)部破(po)裂；⑤. 由于(yu)(yu)塑性(xing)變形引(yin)起的(de)(de)(de)陽(yang)極(ji)區(qu)等。在腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)環境中(zhong)，當(dang)活性(xing)通(tong)(tong)道(dao)與周圍(wei)的(de)(de)(de)主體(ti)金(jin)(jin)屬(shu)建立起腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)電(dian)池時，電(dian)化(hua)學腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)就沿著(zhu)這條路線(xian)進行。
局(ju)(ju)部(bu)(bu)電(dian)(dian)(dian)化學溶解(jie)將形成(cheng)很窄的(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)，而(er)外(wai)加(jia)應(ying)力(li)(li)使裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)頂端應(ying)力(li)(li)集(ji)中產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)局(ju)(ju)部(bu)(bu)塑性(xing)變形，然(ran)后引起表(biao)(biao)面膜(mo)撕裂(lie)(lie)(lie)。裸露的(de)(de)金(jin)屬(shu)成(cheng)為新的(de)(de)陽(yang)極(ji)(ji)，而(er)裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)兩側仍有表(biao)(biao)面膜(mo)保護，與金(jin)屬(shu)外(wai)表(biao)(biao)面共同起陰(yin)極(ji)(ji)作(zuo)(zuo)用。電(dian)(dian)(dian)解(jie)液靠毛細管作(zuo)(zuo)用滲(shen)人(ren)到裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)尖端，使其(qi)在(zai)高電(dian)(dian)(dian)流密度下發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)加(jia)速的(de)(de)陽(yang)極(ji)(ji)活(huo)性(xing)溶解(jie)。隨著反應(ying)進(jin)行(xing)，裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)尖端的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)解(jie)質發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)濃度變化，產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)極(ji)(ji)化作(zuo)(zuo)用和表(biao)(biao)面膜(mo)的(de)(de)再生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)，腐(fu)蝕(shi)速率迅速下降。重(zhong)復緩慢的(de)(de)活(huo)性(xing)通(tong)道(dao)腐(fu)蝕(shi)，直(zhi)到裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)尖端重(zhong)新建(jian)立起足夠大(da)的(de)(de)應(ying)力(li)(li)集(ji)中，再次引起變形和裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)。這(zhe)個過程不斷(duan)重(zhong)復，直(zhi)到裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)深人(ren)到金(jin)屬(shu)內(nei)部(bu)(bu)，使金(jin)屬(shu)斷(duan)面減小到不足以承受載荷斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)。
活(huo)性(xing)通(tong)(tong)道(dao)假說(shuo)強(qiang)調了(le)應(ying)力(li)作(zuo)用(yong)(yong)下表(biao)面膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)破裂(lie)與(yu)電化學(xue)活(huo)性(xing)溶(rong)解(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)聯(lian)合作(zuo)用(yong)(yong)。因此(ci)，這個理(li)論提出(chu)了(le)發(fa)生(sheng)(sheng)應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)開(kai)裂(lie)必須具備的(de)(de)(de)(de)(de)兩個基(ji)本條(tiao)(tiao)件(jian)：一(yi)是合金中(zhong)預(yu)先要(yao)存在一(yi)條(tiao)(tiao)對腐蝕(shi)(shi)敏感(gan)的(de)(de)(de)(de)(de)、多少帶有(you)連(lian)續性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)通(tong)(tong)道(dao)，這條(tiao)(tiao)通(tong)(tong)道(dao)在特定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)環境介質中(zhong)對于(yu)周圍(wei)組織是腐蝕(shi)(shi)電池(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)陽極；二是合金表(biao)面上(shang)要(yao)有(you)足夠大的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)本上(shang)是垂直(zhi)于(yu)通(tong)(tong)道(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)張應(ying)力(li)，在該張應(ying)力(li)作(zuo)用(yong)(yong)下裂(lie)縫尖端出(chu)現應(ying)力(li)集(ji)中(zhong)區，促(cu)使表(biao)面膜(mo)破裂(lie)。在平(ping)面排列的(de)(de)(de)(de)(de)位錯露頭處，或新形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)滑移(yi)臺階處，處于(yu)高應(ying)變狀態的(de)(de)(de)(de)(de)金屬原子發(fa)生(sheng)(sheng)擇優腐蝕(shi)(shi)，沿(yan)位錯線(xian)向縱深發(fa)展，形(xing)成(cheng)隧洞。在應(ying)力(li)作(zuo)用(yong)(yong)下，隧洞間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)金屬產生(sheng)(sheng)機(ji)械撕裂(lie)。當機(ji)械撕裂(lie)停止后(hou)，又重新開(kai)始隧道(dao)腐蝕(shi)(shi)，此(ci)過(guo)程的(de)(de)(de)(de)(de)反復發(fa)生(sheng)(sheng)導(dao)致裂(lie)紋的(de)(de)(de)(de)(de)不斷(duan)擴展，直(zhi)到金屬不能(neng)承受載荷而發(fa)生(sheng)(sheng)過(guo)載斷(duan)裂(lie)。此(ci)模型(xing)雖然有(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)驗基(ji)礎，但屬于(yu)一(yi)種伴生(sheng)(sheng)現象(xiang)，并非是應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)必要(yao)條(tiao)(tiao)件(jian)，不能(neng)成(cheng)為應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)機(ji)理(li)。
5. 應力(li)吸(xi)附開裂(lie)理論
上述幾種理(li)(li)論(lun)都(dou)包含電化(hua)學(xue)過(guo)程，但是應(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)過(guo)程的(de)(de)一(yi)些現(xian)象，如腐蝕(shi)(shi)介(jie)質(zhi)的(de)(de)選擇性(xing)(xing)、破(po)裂臨界(jie)電位與腐蝕(shi)(shi)電位的(de)(de)關系等，用(yong)電化(hua)學(xue)理(li)(li)論(lun)不能圓(yuan)滿解釋。為此，尤(you)利格(ge)提出應(ying)(ying)(ying)力吸(xi)附(fu)破(po)裂理(li)(li)論(lun)。他(ta)認為，應(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)開裂一(yi)般(ban)并不是由于金(jin)屬(shu)的(de)(de)電化(hua)學(xue)溶解所引(yin)(yin)起的(de)(de)，而是由于環境中某(mou)些破(po)壞性(xing)(xing)組分(fen)對金(jin)屬(shu)內表面的(de)(de)吸(xi)附(fu)，削弱(ruo)了(le)金(jin)屬(shu)原子(zi)間的(de)(de)結合力，在拉應(ying)(ying)(ying)力作用(yong)下引(yin)(yin)起破(po)裂。這(zhe)是一(yi)種純(chun)機械(xie)性(xing)(xing)破(po)裂機理(li)(li)。此模型為純(chun)機械(xie)開裂模型，該(gai)模型得到的(de)(de)最大支持(chi)是許(xu)多(duo)純(chun)金(jin)屬(shu)和(he)合金(jin)在液態金(jin)屬(shu)中的(de)(de)脆斷。吸(xi)附(fu)使金(jin)屬(shu)表面能降低(di)，降低(di)得越(yue)多(duo)，應(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)敏感性(xing)(xing)越(yue)高，但有(you)的(de)(de)現(xian)象卻是相反的(de)(de)，缺乏(fa)廣泛的(de)(de)實驗支持(chi)，在水介(jie)質(zhi)的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)理(li)(li)論(lun)中所占(zhan)的(de)(de)比例不大。
6. 腐蝕產物楔入理論
腐(fu)(fu)(fu)蝕產(chan)物(wu)(wu)楔(xie)入理論是由N.Nielsen首先提出的(de)(de)(de)，他(ta)認為，腐(fu)(fu)(fu)蝕產(chan)物(wu)(wu)沉(chen)積在裂紋尖端(duan)后面的(de)(de)(de)陰(yin)極(ji)區。這(zhe)種腐(fu)(fu)(fu)蝕產(chan)物(wu)(wu)有舌狀(zhuang)、扇(shan)狀(zhuang)等(deng)。在未加應(ying)力(li)時，腐(fu)(fu)(fu)蝕產(chan)物(wu)(wu)雜(za)亂分布；加應(ying)力(li)后，不(bu)僅使(shi)腐(fu)(fu)(fu)蝕產(chan)物(wu)(wu)沿晶體缺陷，特別是沿位錯線排列，而且(qie)舌狀(zhuang)、扇(shan)狀(zhuang)等(deng)也發(fa)展得更(geng)突出。腐(fu)(fu)(fu)蝕產(chan)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)沉(chen)積對裂紋起了楔(xie)子(zi)作用，產(chan)生(sheng)(sheng)了應(ying)力(li)。當沉(chen)積物(wu)(wu)造成的(de)(de)(de)應(ying)力(li)達到臨界值后，裂紋向前擴(kuo)展，新產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)裂紋內吸人了電解(jie)質溶液，使(shi)得裂紋尖端(duan)陽極(ji)溶解(jie)繼續進(jin)行，這(zhe)就產(chan)生(sheng)(sheng)了更(geng)多的(de)(de)(de)可溶性金屬(shu)離(li)子(zi)，這(zhe)些(xie)離(li)子(zi)擴(kuo)散至陰(yin)極(ji)區并生(sheng)(sheng)成氧化(hua)物(wu)(wu)和氫氧化(hua)物(wu)(wu)等(deng)沉(chen)積下(xia)來，因此而產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)應(ying)力(li)又引(yin)起裂紋向前擴(kuo)展，如此反復，直至開裂。
7. 閉(bi)塞電池理論
閉塞(sai)電(dian)池理論（Occluded Cell Corrosion)認為，由(you)于(yu)金屬(shu)表面某些(xie)選擇性腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)結果，或者(zhe)由(you)于(yu)某些(xie)特殊(shu)的(de)(de)(de)(de)幾(ji)何(he)形狀(zhuang)，使電(dian)解液(ye)中這些(xie)部位的(de)(de)(de)(de)流動性受(shou)到限制(zhi)，造成(cheng)這些(xie)部位的(de)(de)(de)(de)液(ye)體化(hua)學成(cheng)分與(yu)整體化(hua)學成(cheng)分有很大差異(yi)，從(cong)而(er)降低(di)了這些(xie)部位的(de)(de)(de)(de)電(dian)位，加速(su)該區(qu)域的(de)(de)(de)(de)局(ju)部腐(fu)蝕，形成(cheng)空(kong)洞，這些(xie)空(kong)洞就是所謂(wei)的(de)(de)(de)(de)閉塞(sai)電(dian)池。閉塞(sai)電(dian)池內，陽極反應的(de)(de)(de)(de)結果使酸度增加，從(cong)而(er)加速(su)了孔蝕的(de)(de)(de)(de)速(su)率，在應力的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)下(xia)孔蝕可擴展為裂紋(wen)。
8. 以(yi)機械開裂為(wei)主的兩段論
以機械開裂(lie)(lie)(lie)為(wei)主的兩段(duan)論認為(wei)：應力腐(fu)蝕(shi)首(shou)先由于電(dian)化學的腐(fu)蝕(shi)作用形成裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)源，然后(hou)在應力的作用下(xia)迅(xun)速擴展而(er)開裂(lie)(lie)(lie)。當裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)擴展遇到析出物(wu)或不規則(ze)取向晶(jing)粒時而(er)停止，然后(hou)再進行電(dian)化學腐(fu)蝕(shi)，這樣(yang)交替(ti)進行，直至開裂(lie)(lie)(lie)。
9. 開裂三段論(lun)理(li)論(lun)
左景伊提出開裂(lie)(lie)(lie)三階(jie)段(duan)理(li)論，其要點是解釋所謂的(de)特性離子作(zuo)用。這(zhe)三個階(jie)段(duan)是：材(cai)料表面生(sheng)(sheng)成(cheng)鈍化膜或保(bao)(bao)護膜，全面腐蝕速率比較低，使腐蝕只發生(sheng)(sheng)在(zai)局部(bu)區域；保(bao)(bao)護膜局部(bu)破裂(lie)(lie)(lie)，形成(cheng)孔蝕或裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)源；縫內(nei)環(huan)境(jing)發生(sheng)(sheng)關鍵性的(de)變(bian)化，裂(lie)(lie)(lie)縫向縱深發展(zhan)，而不是在(zai)表面徑(jing)向擴散。
