凡是應力和腐蝕介質共同作用引起的斷裂,稱為應力腐蝕破壞。一般所說的應力腐蝕是一種較為復雜的現象。當應力不存在時,腐蝕十分微小;而施加應力經過一段時間后,金屬會在腐蝕并不嚴重的情況下發生脆斷。這類應力(li)腐蝕斷裂(lie)有如下三個共同特征。


  ①. 應(ying)力必須是拉伸的,拉伸應(ying)力愈(yu)大(da),則斷裂時間(jian)愈(yu)短。


  ②. 腐蝕介質是特定的,只有某些金屬與介質的組合才會產生應力腐蝕斷裂,例如,黃銅的氨脆、鍋爐鋼的堿脆、低碳鋼的硝脆、高強度鋼的氫脆、奧氏體不銹鋼管的氯脆等。使不銹鋼產生應力腐蝕的介質和金屬的組合例子,列于表3-9。


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  ③. 斷(duan)裂(lie)速度(du)(0.001~0.3cm/h)遠大于沒(mei)有應力時的(de)腐蝕破壞速度(du),但又小于單純(chun)的(de)力學斷(duan)裂(lie)速度(du),斷(duan)口屬(shu)于脆(cui)斷(duan)型(xing)。


  應(ying)力腐蝕(shi)裂紋是在(zai)奧氏體(ti)不銹鋼管(guan)中,在(zai)焊接(jie)部分等的(de)(de)殘余應(ying)力和特定的(de)(de)腐蝕(shi)條(tiao)件下發生(sheng)的(de)(de)應(ying)力腐蝕(shi)裂紋(SCC)。


  奧氏(shi)體型不(bu)銹鋼雖然(ran)具(ju)有優(you)越的(de)耐腐蝕(shi)(shi)性,但是(shi),在(zai)特定的(de)腐蝕(shi)(shi)條件下,易發(fa)生應力腐蝕(shi)(shi)裂紋(SCC)。應力腐蝕(shi)(shi)裂紋是(shi)由(you)拉伸應力和(he)腐蝕(shi)(shi)兩種因素共同作用而(er)引起的(de)斷裂狀腐蝕(shi)(shi)。一般情況是(shi)在(zai)含有氯離子(Cl-)的(de)環境(jing)中,處(chu)于拉伸應力狀態下發(fa)生的(de)。


 圖(tu)3-7顯示的是(shi)一個熱交換器(qi)用(yong)不銹鋼管(guan),發生的應力腐(fu)蝕開裂的實(shi)例。


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  不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管的(de)(de)表面狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)分為(wei)活(huo)(huo)性狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)、活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)、鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)及(ji)過鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)四種(zhong),參(can)看(kan)圖1-5不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)極化(hua)(hua)(hua)曲(qu)線。應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐蝕(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)在(zai)(zai)(zai)活(huo)(huo)性狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)、活(huo)(huo)性鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)及(ji)過鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)三種(zhong)情況下,尤其是在(zai)(zai)(zai)中(zhong)(zhong)性(介質)附近的(de)(de)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)中(zhong)(zhong),引起的(de)(de)比較多。在(zai)(zai)(zai)活(huo)(huo)性態(tai)(tai)中(zhong)(zhong)的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐蝕(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)是不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)表面腐蝕(shi)。在(zai)(zai)(zai)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)造成的(de)(de)局部(bu)破壞(huai)部(bu)位上(shang),陽極溶解(jie)快速進(jin)行成為(wei)裂(lie)(lie)紋(wen)狀(zhuang)(zhuang),當(dang)有(you)氯(lv)離(li)子(zi)(zi)(Cl-)存(cun)在(zai)(zai)(zai)時,才會(hui)促進(jin)陽極溶解(jie)。在(zai)(zai)(zai)中(zhong)(zhong)性附近的(de)(de)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)中(zhong)(zhong),在(zai)(zai)(zai)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)表面鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)薄膜發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)嚴重破壞(huai)時,應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐蝕(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)反(fan)而(er)不發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng),只有(you)在(zai)(zai)(zai)氯(lv)離(li)子(zi)(zi)(Cl-)存(cun)在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)薄膜被破壞(huai),進(jin)行局部(bu)的(de)(de)陽極溶解(jie),由于應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)存(cun)在(zai)(zai)(zai)使(shi)之發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)并傳播,就會(hui)產生(sheng)(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐蝕(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)。斷裂(lie)(lie)是在(zai)(zai)(zai)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)垂直角方向(xiang)上(shang)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de),一般(ban)是邊產生(sheng)(sheng)(sheng)邊發(fa)(fa)展(zhan)。作為(wei)使(shi)用環(huan)境來講,幾乎全部(bu)是發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)在(zai)(zai)(zai)所有(you)氯(lv)離(li)子(zi)(zi)(Cl-)環(huan)境中(zhong)(zhong)。其他如高濃度的(de)(de)堿或酸也會(hui)引起應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐蝕(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)。表3-9列(lie)(lie)出(chu)了(le)幾種(zhong)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)系列(lie)(lie)產生(sheng)(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐蝕(shi)的(de)(de)介質。


  不銹鋼管(guan)只有(you)在鈍化(hua)狀(zhuang)態下(xia)才是(shi)耐(nai)腐(fu)蝕的(de),它有(you)最小的(de)腐(fu)蝕電(dian)流,腐(fu)蝕速(su)度很小。


  溫度對(dui)其影(ying)響很(hen)大,溫度越高則(ze)應(ying)力腐(fu)蝕裂紋越容易發生。在實際環境中,在70℃以下的(de)(de)(de)應(ying)力腐(fu)蝕裂紋的(de)(de)(de)實例幾乎沒有,如圖3-8所示。這里(li)所說(shuo)的(de)(de)(de)應(ying)力,包(bao)括操作時的(de)(de)(de)動作應(ying)力、熱應(ying)力、裝置的(de)(de)(de)約束(shu)應(ying)力、冷加工(gong)以及焊接(jie)時的(de)(de)(de)殘余(yu)應(ying)力等。減少和防(fang)止應(ying)力腐(fu)蝕裂紋的(de)(de)(de)對(dui)策列(lie)于表3-10。


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