金屬及其合金的香蕉app免費視頻在線觀看: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. 陽極(ji)溶解(jie)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（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. 氫致開裂機理
近年(nian)來，應(ying)力腐(fu)蝕的(de)(de)吸氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)變理論研究取得了較大(da)(da)的(de)(de)進(jin)展。該理論認為(wei)，由(you)(you)于腐(fu)蝕的(de)(de)陰極反應(ying)產生(sheng)氫(qing)(qing)(qing)(qing)，氫(qing)(qing)(qing)(qing)原子擴(kuo)散到裂縫尖端金屬內部(bu)，使這一(yi)區域變脆(cui)(cui)，在(zai)拉應(ying)力作用(yong)下(xia)脆(cui)(cui)斷。此理論幾(ji)乎一(yi)致的(de)(de)意(yi)見是：在(zai)應(ying)力腐(fu)蝕破裂中，氫(qing)(qing)(qing)(qing)起了重要(yao)的(de)(de)作用(yong)。由(you)(you)于海(hai)洋結(jie)(jie)(jie)構(gou)用(yong)鋼在(zai)腐(fu)蝕很強(qiang)的(de)(de)海(hai)洋大(da)(da)氣環境中，在(zai)金屬表面容易(yi)發生(sheng)陰極析氫(qing)(qing)(qing)(qing)反應(ying)，造成(cheng)氫(qing)(qing)(qing)(qing)在(zai)鋼鐵表面的(de)(de)吸附及向內部(bu)的(de)(de)擴(kuo)散，使鋼鐵結(jie)(jie)(jie)構(gou)脆(cui)(cui)變；同時(shi)，在(zai)交變載荷作用(yong)下(xia)，鋼鐵結(jie)(jie)(jie)構(gou)很容易(yi)發生(sheng)由(you)(you)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)造成(cheng)的(de)(de)斷裂，危害巨大(da)(da)，氫(qing)(qing)(qing)(qing)致開裂的(de)(de)具體(ti)機理將在(zai)以后重點介紹。
3. 表面膜破(po)裂(lie)機理
在(zai)腐蝕介質中(zhong)，金(jin)屬(shu)(shu)表(biao)(biao)面(mian)(mian)形(xing)(xing)成具有(you)保護能力(li)(li)的(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)膜(mo)，此膜(mo)在(zai)應(ying)力(li)(li)作用(yong)下(xia)引起破(po)壞(huai)(huai)或減弱，結(jie)果(guo)暴露(lu)出新(xin)(xin)鮮表(biao)(biao)面(mian)(mian)。此新(xin)(xin)鮮表(biao)(biao)面(mian)(mian)在(zai)電(dian)解質溶液中(zhong)成為陽極(ji)(ji)，它與陰(yin)極(ji)(ji)具有(you)表(biao)(biao)面(mian)(mian)膜(mo)的(de)金(jin)屬(shu)(shu)其余表(biao)(biao)面(mian)(mian)組成一(yi)個(ge)大面(mian)(mian)積(ji)陰(yin)極(ji)(ji)和小(xiao)面(mian)(mian)積(ji)陽極(ji)(ji)的(de)腐蝕電(dian)池；陽極(ji)(ji)部位(wei)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)坑蝕，進而萌(meng)生(sheng)(sheng)(sheng)裂紋。表(biao)(biao)面(mian)(mian)膜(mo)破(po)裂是由多種因素造成的(de)，如(ru)機械損傷。在(zai)應(ying)力(li)(li)的(de)作用(yong)下(xia)表(biao)(biao)面(mian)(mian)膜(mo)的(de)破(po)壞(huai)(huai)可以用(yong)滑移階梯(ti)來解釋。金(jin)屬(shu)(shu)在(zai)應(ying)力(li)(li)的(de)作用(yong)下(xia)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)塑性變形(xing)(xing)就是金(jin)屬(shu)(shu)中(zhong)的(de)位(wei)錯沿滑移面(mian)(mian)的(de)運動，結(jie)果(guo)在(zai)表(biao)(biao)面(mian)(mian)匯(hui)合處(chu)出現滑移階梯(ti)，如(ru)果(guo)表(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)保護膜(mo)不能隨著階梯(ti)發生(sheng)(sheng)(sheng)相應(ying)的(de)變化，表(biao)(biao)面(mian)(mian)膜(mo)就要(yao)被(bei)破(po)壞(huai)(huai)。
4. 活性通道理論
活性通(tong)道(dao)(dao)理(li)論是由(you)(you)迪克斯、米爾斯和布朗等(deng)人最先提出(chu)的，他們認為，在發(fa)(fa)生應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)開裂的金屬或(huo)合(he)金中存(cun)在著(zhu)(zhu)一(yi)條易于(yu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)、基(ji)本上是連續的通(tong)道(dao)(dao)，沿(yan)(yan)著(zhu)(zhu)這(zhe)條活性通(tong)道(dao)(dao)優先發(fa)(fa)生陽極溶解。活性通(tong)道(dao)(dao)可(ke)由(you)(you)以下一(yi)些不同的原因(yin)構成(cheng)：①. 合(he)金成(cheng)分和顯微結構上的差異，如多相合(he)金和晶(jing)(jing)界(jie)(jie)的析(xi)出(chu)物等(deng)；②. 溶質原子(zi)可(ke)能(neng)析(xi)出(chu)的高度無序晶(jing)(jing)界(jie)(jie)或(huo)亞晶(jing)(jing)界(jie)(jie)；③. 由(you)(you)于(yu)局部應(ying)(ying)力集中及由(you)(you)此產生的應(ying)(ying)變(bian)引(yin)起(qi)的陽極晶(jing)(jing)界(jie)(jie)面；④. 由(you)(you)于(yu)應(ying)(ying)變(bian)引(yin)起(qi)表面膜的局部破裂；⑤. 由(you)(you)于(yu)塑性變(bian)形引(yin)起(qi)的陽極區等(deng)。在腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)環(huan)境中，當活性通(tong)道(dao)(dao)與周圍的主體(ti)金屬建立起(qi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)電池時，電化學腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)就沿(yan)(yan)著(zhu)(zhu)這(zhe)條路線進行。
局部(bu)電化(hua)學(xue)溶解將形(xing)成(cheng)很窄的(de)(de)(de)裂(lie)縫(feng)(feng)(feng)，而外加應力(li)使裂(lie)縫(feng)(feng)(feng)頂端(duan)應力(li)集(ji)中(zhong)產生局部(bu)塑性變形(xing)，然后引起(qi)表(biao)面(mian)膜撕裂(lie)。裸露的(de)(de)(de)金屬成(cheng)為新的(de)(de)(de)陽(yang)極(ji)，而裂(lie)縫(feng)(feng)(feng)兩(liang)側仍有表(biao)面(mian)膜保(bao)護，與金屬外表(biao)面(mian)共同起(qi)陰極(ji)作(zuo)用(yong)。電解液靠毛細(xi)管作(zuo)用(yong)滲人到(dao)裂(lie)縫(feng)(feng)(feng)尖端(duan)，使其在高(gao)電流密度(du)(du)下(xia)(xia)發生加速的(de)(de)(de)陽(yang)極(ji)活(huo)性溶解。隨(sui)著反(fan)應進行，裂(lie)縫(feng)(feng)(feng)尖端(duan)的(de)(de)(de)電解質發生濃度(du)(du)變化(hua)，產生極(ji)化(hua)作(zuo)用(yong)和表(biao)面(mian)膜的(de)(de)(de)再生，腐(fu)蝕速率迅速下(xia)(xia)降。重復(fu)緩慢的(de)(de)(de)活(huo)性通道腐(fu)蝕，直到(dao)裂(lie)縫(feng)(feng)(feng)尖端(duan)重新建(jian)立起(qi)足(zu)夠(gou)大的(de)(de)(de)應力(li)集(ji)中(zhong)，再次引起(qi)變形(xing)和裂(lie)縫(feng)(feng)(feng)產生。這個過(guo)程不(bu)斷重復(fu)，直到(dao)裂(lie)縫(feng)(feng)(feng)深(shen)人到(dao)金屬內部(bu)，使金屬斷面(mian)減小(xiao)到(dao)不(bu)足(zu)以承受(shou)載(zai)荷斷裂(lie)。
活性通道(dao)假(jia)說強(qiang)調了應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)作用下(xia)表面(mian)膜的(de)(de)(de)(de)破(po)裂與(yu)電化學活性溶解(jie)的(de)(de)(de)(de)聯合(he)作用。因此，這個理論提出了發(fa)生(sheng)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕開裂必(bi)須具(ju)備的(de)(de)(de)(de)兩個基本條件(jian)：一(yi)(yi)是(shi)(shi)(shi)合(he)金中預先要存在(zai)(zai)一(yi)(yi)條對腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕敏感的(de)(de)(de)(de)、多(duo)少帶(dai)有(you)(you)連續性的(de)(de)(de)(de)通道(dao)，這條通道(dao)在(zai)(zai)特定的(de)(de)(de)(de)環境介質中對于(yu)(yu)周圍(wei)組織是(shi)(shi)(shi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕電池的(de)(de)(de)(de)陽極(ji)；二是(shi)(shi)(shi)合(he)金表面(mian)上(shang)要有(you)(you)足(zu)夠大的(de)(de)(de)(de)基本上(shang)是(shi)(shi)(shi)垂(chui)直于(yu)(yu)通道(dao)的(de)(de)(de)(de)張應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)，在(zai)(zai)該張應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)作用下(xia)裂縫尖(jian)端出現(xian)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)集中區，促使表面(mian)膜破(po)裂。在(zai)(zai)平(ping)面(mian)排列(lie)的(de)(de)(de)(de)位(wei)錯露(lu)頭處，或新(xin)形(xing)成的(de)(de)(de)(de)滑移臺階處，處于(yu)(yu)高(gao)應(ying)(ying)變狀態的(de)(de)(de)(de)金屬原子發(fa)生(sheng)擇(ze)優腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕，沿(yan)位(wei)錯線(xian)向縱深發(fa)展，形(xing)成隧洞。在(zai)(zai)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)作用下(xia)，隧洞間的(de)(de)(de)(de)金屬產生(sheng)機(ji)械撕裂。當(dang)機(ji)械撕裂停止后，又(you)重新(xin)開始(shi)隧道(dao)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕，此過程的(de)(de)(de)(de)反復(fu)發(fa)生(sheng)導(dao)致(zhi)裂紋的(de)(de)(de)(de)不(bu)斷擴(kuo)展，直到(dao)金屬不(bu)能承(cheng)受(shou)載荷而發(fa)生(sheng)過載斷裂。此模型雖然有(you)(you)一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)(de)實驗基礎，但屬于(yu)(yu)一(yi)(yi)種伴(ban)生(sheng)現(xian)象(xiang)，并非是(shi)(shi)(shi)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)必(bi)要條件(jian)，不(bu)能成為(wei)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)主要機(ji)理。
5. 應力吸附開裂理論
上述(shu)幾種理論都包含電化學過程(cheng)(cheng)，但是(shi)(shi)應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)過程(cheng)(cheng)的(de)一(yi)些現(xian)象，如腐(fu)(fu)蝕(shi)介(jie)質的(de)選(xuan)擇性(xing)、破(po)裂(lie)(lie)臨(lin)界(jie)電位(wei)與腐(fu)(fu)蝕(shi)電位(wei)的(de)關系等(deng)，用電化學理論不能(neng)圓滿解釋。為此(ci)，尤利格提出應(ying)力(li)(li)吸(xi)附(fu)破(po)裂(lie)(lie)理論。他認為，應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)開裂(lie)(lie)一(yi)般并(bing)不是(shi)(shi)由(you)于金(jin)(jin)屬的(de)電化學溶解所引起的(de)，而(er)是(shi)(shi)由(you)于環境中(zhong)某(mou)些破(po)壞性(xing)組分對金(jin)(jin)屬內表面的(de)吸(xi)附(fu)，削弱了金(jin)(jin)屬原子間(jian)的(de)結合力(li)(li)，在(zai)(zai)拉應(ying)力(li)(li)作用下(xia)引起破(po)裂(lie)(lie)。這是(shi)(shi)一(yi)種純(chun)機(ji)械(xie)性(xing)破(po)裂(lie)(lie)機(ji)理。此(ci)模型為純(chun)機(ji)械(xie)開裂(lie)(lie)模型，該(gai)模型得(de)到的(de)最大支持是(shi)(shi)許(xu)多純(chun)金(jin)(jin)屬和(he)合金(jin)(jin)在(zai)(zai)液(ye)態金(jin)(jin)屬中(zhong)的(de)脆(cui)斷。吸(xi)附(fu)使(shi)金(jin)(jin)屬表面能(neng)降(jiang)低(di)，降(jiang)低(di)得(de)越多，應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)敏感(gan)性(xing)越高，但有的(de)現(xian)象卻是(shi)(shi)相反(fan)的(de)，缺乏廣泛的(de)實驗支持，在(zai)(zai)水(shui)介(jie)質的(de)應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)理論中(zhong)所占的(de)比例不大。
6. 腐蝕(shi)產物楔入理論
腐(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)物(wu)(wu)楔入理論是(shi)由N.Nielsen首先提出(chu)(chu)的(de)，他認為，腐(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)物(wu)(wu)沉積(ji)在裂(lie)紋尖(jian)端(duan)后面(mian)的(de)陰(yin)極區。這(zhe)種(zhong)腐(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)物(wu)(wu)有舌狀、扇狀等(deng)。在未加應(ying)力(li)時，腐(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)物(wu)(wu)雜亂分布；加應(ying)力(li)后，不僅使腐(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)物(wu)(wu)沿(yan)晶體缺陷，特別是(shi)沿(yan)位錯(cuo)線排列，而(er)且(qie)舌狀、扇狀等(deng)也(ye)發展得(de)更突(tu)出(chu)(chu)。腐(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)物(wu)(wu)的(de)沉積(ji)對裂(lie)紋起了(le)楔子作用，產(chan)(chan)生(sheng)了(le)應(ying)力(li)。當沉積(ji)物(wu)(wu)造成的(de)應(ying)力(li)達到臨(lin)界(jie)值后，裂(lie)紋向前(qian)(qian)擴(kuo)展，新產(chan)(chan)生(sheng)的(de)裂(lie)紋內(nei)吸人了(le)電解質溶液，使得(de)裂(lie)紋尖(jian)端(duan)陽極溶解繼續進行，這(zhe)就產(chan)(chan)生(sheng)了(le)更多的(de)可溶性(xing)金屬(shu)離子，這(zhe)些離子擴(kuo)散至(zhi)陰(yin)極區并生(sheng)成氧化(hua)物(wu)(wu)和氫(qing)氧化(hua)物(wu)(wu)等(deng)沉積(ji)下來，因此而(er)產(chan)(chan)生(sheng)的(de)應(ying)力(li)又引起裂(lie)紋向前(qian)(qian)擴(kuo)展，如此反復，直至(zhi)開裂(lie)。
7. 閉塞電池(chi)理論
閉塞電(dian)池(chi)理論(lun)（Occluded Cell Corrosion)認為，由于金屬表面某(mou)些(xie)選擇性(xing)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)結果，或者由于某(mou)些(xie)特殊的(de)(de)(de)幾(ji)何形(xing)狀(zhuang)，使電(dian)解液中這些(xie)部位(wei)的(de)(de)(de)流動性(xing)受到限制(zhi)，造(zao)成這些(xie)部位(wei)的(de)(de)(de)液體化(hua)學成分(fen)與整體化(hua)學成分(fen)有很大差異(yi)，從而降低了這些(xie)部位(wei)的(de)(de)(de)電(dian)位(wei)，加(jia)速(su)該區域的(de)(de)(de)局(ju)部腐(fu)蝕(shi)，形(xing)成空洞(dong)，這些(xie)空洞(dong)就是所謂(wei)的(de)(de)(de)閉塞電(dian)池(chi)。閉塞電(dian)池(chi)內，陽極反(fan)應的(de)(de)(de)結果使酸(suan)度(du)增加(jia)，從而加(jia)速(su)了孔蝕(shi)的(de)(de)(de)速(su)率，在應力(li)的(de)(de)(de)作(zuo)用下孔蝕(shi)可(ke)擴展為裂(lie)紋。
8. 以(yi)機械(xie)開裂為主的兩段論
以機械開(kai)裂(lie)為(wei)主的(de)兩(liang)段(duan)論認為(wei)：應(ying)力(li)腐(fu)蝕首先由于(yu)電化學(xue)的(de)腐(fu)蝕作用形(xing)成裂(lie)紋(wen)源(yuan)，然(ran)后在應(ying)力(li)的(de)作用下(xia)迅速擴展(zhan)而(er)開(kai)裂(lie)。當裂(lie)紋(wen)擴展(zhan)遇到析出物或不規則取向(xiang)晶粒時而(er)停止，然(ran)后再進(jin)行(xing)電化學(xue)腐(fu)蝕，這樣(yang)交替進(jin)行(xing)，直至開(kai)裂(lie)。
9. 開裂(lie)三段(duan)論理(li)論
左景伊(yi)提出開裂(lie)三階段理論，其要點是(shi)解釋(shi)所謂的(de)特性離子作用。這(zhe)三個階段是(shi)：材(cai)料表面生(sheng)成鈍化(hua)膜或(huo)保護膜，全(quan)面腐蝕(shi)速率比(bi)較低，使腐蝕(shi)只(zhi)發生(sheng)在(zai)局部(bu)區域；保護膜局部(bu)破裂(lie)，形(xing)成孔蝕(shi)或(huo)裂(lie)紋(wen)源；縫內環境發生(sheng)關鍵(jian)性的(de)變化(hua)，裂(lie)縫向(xiang)縱深(shen)發展，而(er)不是(shi)在(zai)表面徑向(xiang)擴(kuo)散。
