有許多理論對應力腐蝕現象進行解釋,現選其中比較常用的三種簡述如下:


1. 活化通路型(xing)應力腐蝕 


    從電化學腐蝕理論中知道,當腐蝕電池是一個大陰極和一個小陽極時,陽極的溶解表現為集中性腐蝕損傷。只要在腐蝕過程中,陽極始終保持處于裂紋的最前沿,裂尖處于活化狀態下而不鈍化,與此同時其他部位(包括裂紋斷口兩側)發生鈍化,則裂紋可以一直向前發展直至斷裂如圖3-6所示。從圖中可以看出,裂紋猶如一個閉塞電池,裂紋內尖端是一個陽極區。裂口內部聚集了一些沉淀物如Fe3O4·Fe(OH)3,將裂紋通道堵塞,而此時H可透過閉塞物質緩慢地向外擴散,內部消耗的H2O則通過滲透來補充。這樣又將其他活性離子(如Cl)帶入內部,促使內部腐蝕性增強,在應力作用下促使裂紋尖端區域鈍化膜破壞,將陽極進一步活化且更加集中,裂紋就進一步深入發展,直至斷裂。閉塞電池的實質是裂紋內部的電化學發展過程。若裂隙中沉淀物的體積大于破壞金屬的體積很多時,則出現脹裂力,使裂紋尖端應力增大,促使應力腐蝕裂紋的發展。這一理論著重說明了電化學過程的重要性。



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2. 應變產(chan)生活性通道應力(li)腐蝕(shi) 


   應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)產生(sheng)活性通道應(ying)(ying)(ying)(ying)力腐蝕是(shi)指鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜(mo)在應(ying)(ying)(ying)(ying)力作用下同金屬基體一起變(bian)形時(shi)發生(sheng)破(po)(po)裂(lie),裂(lie)隙處暴露出的(de)(de)金屬成為活化(hua)(hua)陽(yang)極,發生(sheng)溶解(jie)。在腐蝕過(guo)程中(zhong),鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜(mo)破(po)(po)壞的(de)(de)同時(shi)又會使破(po)(po)裂(lie)的(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜(mo)修(xiu)(xiu)復(fu),在連續發生(sheng)應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)的(de)(de)條件下修(xiu)(xiu)復(fu)的(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜(mo)又遭(zao)破(po)(po)壞。此過(guo)程周而(er)復(fu)始不斷(duan)發生(sheng),當應(ying)(ying)(ying)(ying)力超過(guo)修(xiu)(xiu)復(fu)后鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜(mo)的(de)(de)強度,應(ying)(ying)(ying)(ying)力腐蝕即可發生(sheng),直至脆斷(duan),如圖(tu)3-7所示。該理論(lun)著(zhu)重(zhong)說明了(le)應(ying)(ying)(ying)(ying)力的(de)(de)重(zhong)要作用。


3. 氫脆型應(ying)力腐蝕


  腐(fu)蝕電(dian)池是由(you)小陰極(ji)(ji)和大陽極(ji)(ji)組成,這時(shi)大陽極(ji)(ji)發(fa)(fa)生(sheng)溶(rong)解(jie)表現為均勻性腐(fu)蝕。小陰極(ji)(ji)區的(de)(de)陰極(ji)(ji)過(guo)程中,如(ru)果發(fa)(fa)生(sheng)析氫(qing)(qing)的(de)(de)話(hua),將發(fa)(fa)生(sheng)陰極(ji)(ji)區金屬(shu)的(de)(de)集(ji)中性滲氫(qing)(qing),在持續(xu)載荷作(zuo)用下氫(qing)(qing)促進(jin)塑性應(ying)(ying)變而導致脆斷,應(ying)(ying)力腐(fu)蝕就會順(shun)利(li)發(fa)(fa)展。隨(sui)著(zhu)裂(lie)紋(wen)的(de)(de)發(fa)(fa)展,裂(lie)紋(wen)尖(jian)端應(ying)(ying)力(裂(lie)尖(jian)應(ying)(ying)力)、應(ying)(ying)變集(ji)中促進(jin)金屬(shu)中氫(qing)(qing)往裂(lie)紋(wen)尖(jian)端中聚集(ji)(叫(jiao)做應(ying)(ying)力誘導擴散),最終(zhong)導致應(ying)(ying)力腐(fu)蝕斷裂(lie)。氫(qing)(qing)脆裂(lie)紋(wen)擴散機理的(de)(de)示意圖(tu)如(ru)圖(tu)3-8所示。