不銹鋼的腐蝕(shi)(shi)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)極(ji)限一般界定(ding)為(wei)在指定(ding)的循(xun)環(huan)次數的強度。腐蝕(shi)(shi)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)的斷(duan)口也(ye)由(you)三部(bu)分組(zu)成:疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)源、疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)裂紋(wen)擴(kuo)展(zhan)區(qu)和瞬(shun)時(shi)斷(duan)裂區(qu)。在疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)裂紋(wen)擴(kuo)展(zhan)區(qu)往(wang)往(wang)覆(fu)蓋有腐蝕(shi)(shi)產物(wu),瞬(shun)時(shi)斷(duan)裂區(qu)與一般疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)斷(duan)口相(xiang)同。腐蝕(shi)(shi)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)可(ke)劃分為(wei)四種形式:
(1)在腐蝕(shi)全過程中,金屬處(chu)于(yu)活化狀態。腐蝕(shi)疲勞裂紋(wen)往往產生(sheng)于(yu)蝕(shi)孔的(de)底部,斷口粗(cu)糙,裂紋(wen)上覆(fu)蓋有腐蝕(shi)產物。
(2)在(zai)破裂過(guo)程中,金屬處(chu)于(yu)鈍化狀態,沒有蝕孔,只(zhi)有少(shao)數裂紋,這種腐蝕疲勞難于(yu)與通常(chang)的(de)疲勞相區別。
(3)腐蝕疲(pi)勞處(chu)于不(bu)穩(wen)定(ding)的鈍化(hua)狀(zhuang)態,開始時(shi)金屬處(chu)于鈍化(hua)狀(zhuang)態,經一定(ding)循環周次后,由于位錯移(yi)動產生(sheng)的擠出型(xing)滑移(yi)臺(tai)階使金屬變為活化(hua)狀(zhuang)態。
(4)腐(fu)蝕(shi)(shi)疲(pi)勞(lao)處于受干擾的鈍化狀態(tai),如腐(fu)蝕(shi)(shi)疲(pi)勞(lao)與應力腐(fu)蝕(shi)(shi)破(po)裂、點蝕(shi)(shi)或晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)疊加發生。
許多雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼具有良好的抗局部腐蝕性能,因此也有高的腐蝕疲勞抗力。
不銹(xiu)鋼(gang)腐蝕疲勞裂紋源的(de)形成機(ji)制有多種(zhong)模型(xing):
a. 點蝕形成(cheng)裂紋機制
點蝕坑成為(wei)應力(li)集中(zhong)的地方,在循環(huan)應力(li)的作用下,蝕坑處出現滑移臺階(jie),然后滑移臺階(jie)優先溶解,形成裂紋(wen)源。
b. 吸附(fu)理論
介(jie)質中(zhong)活性(xing)離子(zi)被金屬表面(mian)吸附(fu),在微觀縫隙(xi)處產生楔子(zi)作用,應力(li)集(ji)中(zhong),并降低金屬結合力(li),成為疲勞源。
c. 滑移溶解機制
在循(xun)(xun)環應(ying)力(li)下,滑移過程(cheng)出現滑移臺(tai)階,破壞了(le)(le)表面(mian)的鈍化膜而暴露出新(xin)(xin)鮮(xian)金(jin)屬(shu)表面(mian),新(xin)(xin)鮮(xian)金(jin)屬(shu)表面(mian)被(bei)(bei)溶解(jie)。在反(fan)向(xiang)滑移時,被(bei)(bei)溶解(jie)的表面(mian)不(bu)能(neng)重新(xin)(xin)閉(bi)合(he)。這(zhe)樣在循(xun)(xun)環應(ying)力(li)下,滑移臺(tai)階不(bu)斷被(bei)(bei)溶解(jie),促進了(le)(le)裂紋的萌生。
d. 表(biao)面膜破裂機制
在循環應(ying)力作用下(xia),表面膜(mo)(mo)(mo)破裂(lie)(lie),破裂(lie)(lie)處(chu)成為(wei)(wei)微陽極,周圍膜(mo)(mo)(mo)成為(wei)(wei)大陰極,在介質和應(ying)力共(gong)同作用下(xia),膜(mo)(mo)(mo)破裂(lie)(lie)處(chu)較快地溶解(jie)成為(wei)(wei)疲勞裂(lie)(lie)紋核心。
腐蝕疲勞裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)的擴(kuo)展主要有兩種機制:陽(yang)(yang)極(ji)溶(rong)(rong)解(jie)和氫(qing)脆(cui)(cui)。陽(yang)(yang)極(ji)溶(rong)(rong)解(jie)和制認為,機械破(po)裂(lie)(lie)造(zao)成的新鮮(xian)表面在腐蝕環(huan)境(jing)中遭到陽(yang)(yang)極(ji)溶(rong)(rong)解(jie),從而增大裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)擴(kuo)展速率。氫(qing)脆(cui)(cui)機制認為,當氫(qing)進(jin)入金屬(shu)裂(lie)(lie)縫尖端,弱化了(le)(le)金屬(shu)鍵(jian),在下一(yi)循(xun)環(huan)載荷(he)時(shi)增大了(le)(le)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)的擴(kuo)展。近年的一(yi)些看法認為,這是兩個(ge)相互關(guan)聯(lian)的過程。陽(yang)(yang)極(ji)溶(rong)(rong)解(jie)使局部裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)尖端環(huan)境(jing)中的pH降(jiang)低,從而增加氫(qing)進(jin)入金屬(shu)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)尖端的概(gai)率。