應(ying)力腐(fu)蝕破裂(lie)（stress corrosion cracking，SCC）是靜拉應力與腐蝕共同作用下導致的一種損壞，表現為斷裂，斷口呈脆性斷裂的形態。腐蝕對斷裂的影響可以是通過對裂紋前端的陽極溶解，也可以是通過氫原子的作用使裂紋前端變脆。


  不(bu)銹鋼在拉應力狀態下，在某些介質中經過一段不長時間，就會發生破裂，隨著拉應力的加大，發生破裂的時間縮短。當取消拉應力時，鋼的腐蝕量很小，并且不發生破裂。應力的來源通常是由于金屬經過不正確的熱處理或焊接和冷加工過程產生的殘余應力，也可能是外加負荷，或者二者同時存在。


  應力腐蝕(shi)破壞(huai)的特征是裂縫和拉應力方向垂直，斷口(kou)呈(cheng)脆性破壞(huai)，顯微分析(xi)可在(zai)斷口(kou)附近(jin)發現許(xu)多裂紋，它們多沿(yan)晶(jing)界分布，也有穿晶(jing)分布，或(huo)晶(jing)界與穿晶(jing)混(hun)合分布。


  應(ying)力腐蝕(shi)破裂(lie)時(shi)，腐蝕(shi)介質(zhi)是特(te)定的，只有某些金屬一(yi)介質(zhi)的組(zu)合才產生(sheng)應(ying)力腐蝕(shi)破裂(lie)，如(ru)奧氏體(ti)不銹鋼的氯脆、高強度鋼的氫脆等。


  一般(ban)認為(wei)(wei)，產生奧氏體不銹鋼(gang)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)是應(ying)(ying)力和電(dian)化(hua)學腐(fu)蝕(shi)共同作(zuo)用(yong)(yong)的(de)(de)結果。奧氏體不銹鋼(gang)在介質中形成(cheng)(cheng)鈍化(hua)膜，在應(ying)(ying)力的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)下出現滑移臺階(jie)導致(zhi)表(biao)(biao)面膜破(po)裂(lie)(lie)，膜的(de)(de)局部破(po)壞(huai)造(zao)成(cheng)(cheng)裸露金屬成(cheng)(cheng)為(wei)(wei)小(xiao)陽(yang)極，小(xiao)陽(yang)極的(de)(de)溶解(jie)逐步形成(cheng)(cheng)裂(lie)(lie)紋(wen)，在應(ying)(ying)力與環境的(de)(de)共同作(zuo)用(yong)(yong)下，破(po)裂(lie)(lie)過程(cheng)加速發展。應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)另一種機制(zhi)是氫(qing)脆(cui)(cui)機制(zhi)，認為(wei)(wei)蝕(shi)坑(keng)或裂(lie)(lie)紋(wen)內形成(cheng)(cheng)閉塞電(dian)池，使裂(lie)(lie)紋(wen)尖(jian)端(duan)或蝕(shi)坑(keng)底的(de)(de)介質具有低的(de)(de)pH，滿(man)足了陰極析氫(qing)的(de)(de)條件，氫(qing)原子吸(xi)附于金屬表(biao)(biao)面引起氫(qing)脆(cui)(cui)，而導致(zhi)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)。


  在介(jie)質的(de)影響下(xia)，裂(lie)(lie)紋(wen)可以在低于Kic時(shi)擴展而導致斷(duan)裂(lie)(lie)，如圖9.5所(suo)示。人們(men)定義裂(lie)(lie)紋(wen)“長”時(shi)間或(huo)給定時(shi)間不擴展的(de)應力場強度因(yin)子K1值為KIscc，Kiscc也是一種韌性(xing)參量(liang)(liang)，它與Kic的(de)差異便是介(jie)質的(de)影響。Kiscc／Kic則是衡量(liang)(liang)材料應力腐(fu)蝕敏感性(xing)的(de)指標。


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  當應力腐(fu)蝕裂紋(wen)(wen)前端(duan)的(de)(de)K1＞K1scc時，裂紋(wen)(wen)會隨(sui)時間(jian)(jian)而(er)長(chang)大，裂紋(wen)(wen)擴(kuo)展速率(lv)以(yi)da／dt斷(duan)裂時間(jian)(jian)表示(shi)。應力腐(fu)蝕的(de)(de)發展通常分為(wei)(wei)三(san)個階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)(duan)：第(di)一階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)(duan)包括孕育期、表面膜的(de)(de)蝕穿、裂紋(wen)(wen)的(de)(de)形核；第(di)二(er)階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)(duan)為(wei)(wei)裂紋(wen)(wen)相對穩定(ding)擴(kuo)展階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)(duan)；第(di)三(san)階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)(duan)為(wei)(wei)裂紋(wen)(wen)快(kuai)速擴(kuo)展和(he)斷(duan)裂階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)(duan)。實踐中，第(di)一階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)(duan)往往最(zui)長(chang)，成(cheng)為(wei)(wei)整個過程(cheng)的(de)(de)控制階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)(duan)。


  18Cr-8Ni奧氏體不銹鋼對氯脆的敏感性很大。鎳含量高于8％時，鎳含量越高，抗氯脆能力越大。鎳含量低于8％時，鎳含量越低，抗氯脆能力越大。這是由于生成的復相鋼和鐵素體不銹鋼的氯脆趨勢較小。用錳氮代替鎳的鉻錳氮奧氏體不銹鋼有較好的抗氯脆性能。在18Cr-8Ni奧氏體不銹鋼中加入1％～2％Mo將增加氯脆趨勢。鈦和鈮都增加鉻鎳奧氏體不銹鋼對氯脆的敏感性。


  無論在奧氏體(ti)鋼(gang)或(huo)復相(xiang)鋼(gang)中(zhong)加(jia)入1.5％以上的硅均能顯著(zhu)改(gai)善(shan)鋼(gang)的抗(kang)應力腐蝕(shi)斷裂性能。硅能顯著(zhu)縮小(xiao)y區，因此含硅較高的鋼(gang)會(hui)含有8相(xiang)，形(xing)成復相(xiang)鋼(gang)。


  有關(guan)奧氏體不銹(xiu)鋼氯脆各種(zhong)影響因素的(de)深入分析及其機(ji)理的(de)研究可參閱(yue)有關(guan)文獻。


  測量Kiscc比較簡單，最常用的(de)是懸臂梁彎曲(qu)試(shi)驗，試(shi)樣采用和測Kic的(de)標準三點彎曲(qu)試(shi)樣相同(tong)，但要(yao)長一(yi)(yi)些。樣品一(yi)(yi)端固定于立柱上(shang)，另一(yi)(yi)端與一(yi)(yi)個(ge)(ge)力臂相連，力臂的(de)另一(yi)(yi)端加(jia)上(shang)載荷。在樣品的(de)預裂紋周圍(wei)配置所研究的(de)環境，還可以(yi)同(tong)時測出(chu)da／dt-K1曲(qu)線。我國(guo)于1995年開始(shi)，制定了國(guo)家推薦標準GB／T 15970-1995《金(jin)(jin)屬(shu)和合金(jin)(jin)的(de)腐蝕 應(ying)力腐蝕試(shi)驗》，直至2007年先后發布了第(di)1～第(di)9共9個(ge)(ge)部分(fen)。