當應力與腐蝕同時作用時，可以加速金屬的破壞。在最簡單的情況下，這兩個因素的破壞作用只是簡單疊加。如果是均勻腐蝕，則面積逐漸減小，使真實應力逐漸增加，最終達到材料的斷裂強度而斷裂；如果是晶間腐蝕，則晶間的結合力將會降低，外加的應力使腐蝕介質更容易沿晶界進行進一步的破壞，最終使殘余的晶間結合力不能承受外加應力而致斷裂。當應力不存在時，腐蝕甚微，施加應力并經過一段時間后，金屬會在腐蝕并不嚴重的情況下發生脆斷。這種應(ying)力腐蝕斷裂有如下五個共同特征。


一、力學特征


1. 具備拉應(ying)力


 一般應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕都在(zai)拉應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)下(xia)(xia)才發生(sheng)(sheng)，而(er)在(zai)壓應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)下(xia)(xia)不發生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕,這種(zhong)拉伸(shen)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)可(ke)以(yi)是工作(zuo)(zuo)狀態下(xia)(xia)材(cai)料承受外加載荷造成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)工作(zuo)(zuo)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)；也可(ke)以(yi)是在(zai)生(sheng)(sheng)產(chan)、制(zhi)造、加工和(he)安裝過程中在(zai)材(cai)料內(nei)部形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)熱應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)、形(xing)變應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)等殘余應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)；還(huan)可(ke)以(yi)是由裂(lie)紋內(nei)腐(fu)蝕產(chan)物的(de)體積(ji)效(xiao)應(ying)(ying)(ying)造成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)楔入(ru)作(zuo)(zuo)用或是陰(yin)極反應(ying)(ying)(ying)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)氫產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)。


2. 存在臨界應力


 合金所承受的(de)應(ying)力(li)越(yue)小(xiao)(xiao)，斷(duan)裂(lie)時間越(yue)長，當應(ying)力(li)小(xiao)(xiao)于(yu)某(mou)一臨界值后，此應(ying)力(li)成為臨界應(ying)力(li)。在大(da)多數(shu)的(de)材料(liao)-環境體(ti)系中，存在一個臨界應(ying)力(li)，當應(ying)力(li)低于(yu)該臨界值時，則不產生(sheng)SCC.



二、環境特(te)性


1. 腐蝕(shi)介(jie)質(zhi)的特性


  只有在特定的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)介質中含有某些對發生(sheng)應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)有特效作用(yong)的離子、分子時才會發生(sheng)應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。這種特定的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)劑并不一定要大量存在，而(er)且往(wang)(wang)往(wang)(wang)濃度(du)很低。表1.5列出了(le)一些金屬和合金發生(sheng)應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的特定介質。





2. 溶液的(de)濃度


 值得指出的是，即(ji)使有時整體(ti)濃(nong)度是很低的，但(dan)是由(you)于局部(bu)位(wei)置上(shang)的濃(nong)縮作用(yong)，使該處(chu)極易(yi)產生局部(bu)腐(fu)蝕。


3. 具有一定的電位范(fan)圍


  從(cong)電(dian)化學的(de)角度來看，材料與特定(ding)介質的(de)偶合導(dao)致(zhi)應力腐蝕的(de)條件是(shi)它(ta)發生在(zai)(zai)一定(ding)的(de)電(dian)位范圍內，一般是(shi)發生在(zai)(zai)鈍化-活化的(de)過渡(du)區或鈍化-過鈍化區。



三、冶金學(xue)特性


 1. 不同(tong)的化(hua)學成分(fen)和純度具(ju)有不同(tong)應(ying)力腐蝕敏感性


  純金(jin)屬(shu)一度(du)被認為不(bu)發(fa)生應(ying)力(li)腐蝕,但是(shi)通(tong)過實驗發(fa)現，純度(du)高達99.999%的銅及(ji)99.99%的鐵在一定(ding)條(tiao)件(jian)下也發(fa)生了(le)晶間應(ying)力(li)腐蝕開裂，因(yin)此(ci)，認為合金(jin)比純金(jin)屬(shu)更易產生應(ying)力(li)腐蝕是(shi)恰當的。


 2. 不(bu)同(tong)組(zu)織具有(you)不(bu)同(tong)的應力(li)腐蝕敏感性


 金屬晶(jing)體結構的(de)差異也影響到材(cai)料的(de)耐蝕(shi)性，體心立方晶(jing)格(ge)(ge)（鐵素體和馬氏體）比面心立方晶(jing)格(ge)(ge)（奧氏體）更耐應力腐(fu)蝕(shi)。一(yi)般說(shuo)來，粗晶(jing)粒比細晶(jing)粒對(dui)應力腐(fu)蝕(shi)更為敏感(gan)。晶(jing)格(ge)(ge)缺陷，如(ru)晶(jing)界、亞晶(jing)界、露頭的(de)位錯群(qun)等，對(dui)應力腐(fu)蝕(shi)破裂(lie)(lie)敏感(gan)，將優(you)先(xian)溶解，常(chang)常(chang)成(cheng)為應力腐(fu)蝕(shi)破裂(lie)(lie)發生的(de)裂(lie)(lie)縫源。



四(si)、應力(li)腐蝕裂紋(wen)擴展速(su)率


 金屬(shu)在無裂(lie)紋(wen)(wen)、無蝕坑或(huo)(huo)缺陷的(de)(de)(de)(de)情(qing)況下，應力腐(fu)蝕過程可(ke)分為三(san)個階(jie)(jie)段(duan)(duan)：裂(lie)紋(wen)(wen)萌(meng)生階(jie)(jie)段(duan)(duan)，即由(you)于腐(fu)蝕引起(qi)裂(lie)紋(wen)(wen)或(huo)(huo)蝕坑的(de)(de)(de)(de)階(jie)(jie)段(duan)(duan)；裂(lie)紋(wen)(wen)擴(kuo)展(zhan)階(jie)(jie)段(duan)(duan)，即由(you)裂(lie)紋(wen)(wen)源或(huo)(huo)蝕坑開始到達(da)極(ji)限應力值(zhi)為止的(de)(de)(de)(de)這一(yi)階(jie)(jie)段(duan)(duan)；失穩斷裂(lie)階(jie)(jie)段(duan)(duan)。裂(lie)紋(wen)(wen)萌(meng)生階(jie)(jie)段(duan)(duan)的(de)(de)(de)(de)長短取決于合金的(de)(de)(de)(de)性能、環(huan)境的(de)(de)(de)(de)特(te)性和應力的(de)(de)(de)(de)大小(xiao)，這一(yi)時期(qi)短的(de)(de)(de)(de)僅幾(ji)分鐘(zhong)，長的(de)(de)(de)(de)可(ke)達(da)幾(ji)年(nian)(nian)、十(shi)幾(ji)年(nian)(nian)或(huo)(huo)幾(ji)十(shi)年(nian)(nian)，裂(lie)紋(wen)(wen)萌(meng)生期(qi)是服役(yi)壽(shou)命的(de)(de)(de)(de)主要(yao)部(bu)分。



五(wu)、應力腐蝕(shi)形態特征


1. 應(ying)力(li)腐蝕的(de)宏觀形態(tai)特征


  即使(shi)具(ju)有(you)很(hen)高(gao)延(yan)性(xing)的金(jin)屬，其應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)仍具(ju)有(you)完全(quan)脆性(xing)的外觀(guan)。應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)都呈脆性(xing)斷裂，應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)的宏(hong)觀(guan)斷口常有(you)放(fang)射花樣或人(ren)字(zi)紋。


2. 應力腐蝕的微觀(guan)形態特征


  應(ying)力(li)腐蝕斷口(kou)的微觀(guan)特(te)(te)征比較復雜，它與(yu)鋼(gang)的成(cheng)分、熱處理、環(huan)境條件、應(ying)力(li)狀態、晶(jing)(jing)體結構以及力(li)學(xue)性(xing)能(neng)等有關(guan)。金(jin)屬(shu)材料發(fa)生應(ying)力(li)腐蝕時(shi)，僅在(zai)(zai)局部地區(qu)出(chu)現由表及里的腐蝕裂(lie)紋，其(qi)裂(lie)紋形(xing)態主要有穿晶(jing)(jing)型、晶(jing)(jing)界(jie)型和混(hun)合(he)(he)(he)型三種。不(bu)同的金(jin)屬(shu)－環(huan)境體系(xi)，將出(chu)現不(bu)同的裂(lie)紋形(xing)態。例如，軟鋼(gang)、銅(tong)合(he)(he)(he)金(jin)、鎳合(he)(he)(he)金(jin)多半顯晶(jing)(jing)界(jie)型，奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)多半顯穿晶(jing)(jing)型，而鈦合(he)(he)(he)金(jin)多半顯混(hun)合(he)(he)(he)型。不(bu)論表現形(xing)式(shi)如何，裂(lie)紋的共同特(te)(te)點是(shi)在(zai)(zai)主干裂(lie)紋延伸(shen)的同時(shi)還(huan)有若干分支同時(shi)發(fa)展，裂(lie)紋出(chu)在(zai)(zai)與(yu)最大應(ying)力(li)垂(chui)直的平(ping)面上，其(qi)破裂(lie)斷口(kou)顯現出(chu)脆(cui)性(xing)斷裂(lie)的特(te)(te)征。