有許多理論對應(ying)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(hua)通路型應(ying)力腐(fu)蝕(shi)
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。

2. 應變(bian)產生活性通道應力(li)腐蝕
應(ying)(ying)(ying)(ying)變產生活性通(tong)道應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐蝕是(shi)指(zhi)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)在應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)作用下同(tong)金屬基體一起(qi)變形時發(fa)(fa)(fa)生破裂(lie),裂(lie)隙處暴露出的(de)(de)金屬成為活化(hua)(hua)(hua)陽極(ji),發(fa)(fa)(fa)生溶解。在腐蝕過程(cheng)中,鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)破壞的(de)(de)同(tong)時又(you)會使破裂(lie)的(de)(de)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)修(xiu)復(fu),在連續發(fa)(fa)(fa)生應(ying)(ying)(ying)(ying)變的(de)(de)條(tiao)件下修(xiu)復(fu)的(de)(de)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)又(you)遭(zao)破壞。此(ci)過程(cheng)周(zhou)而復(fu)始不(bu)斷發(fa)(fa)(fa)生,當應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)超過修(xiu)復(fu)后鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)強度,應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐蝕即可(ke)發(fa)(fa)(fa)生,直至(zhi)脆斷,如(ru)圖3-7所示。該(gai)理論著重說明了(le)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)的(de)(de)重要作用。
3. 氫(qing)脆(cui)型應力腐(fu)蝕
腐(fu)蝕電池是由小陰(yin)極(ji)和大陽極(ji)組成,這時大陽極(ji)發(fa)(fa)生溶解表現為(wei)均勻性腐(fu)蝕。小陰(yin)極(ji)區(qu)(qu)的陰(yin)極(ji)過(guo)程中(zhong),如果發(fa)(fa)生析(xi)氫(qing)(qing)(qing)的話(hua),將(jiang)發(fa)(fa)生陰(yin)極(ji)區(qu)(qu)金屬(shu)的集中(zhong)性滲氫(qing)(qing)(qing),在持續載(zai)荷作用下氫(qing)(qing)(qing)促進塑性應變而導(dao)致(zhi)脆斷,應力(li)(li)腐(fu)蝕就會順利發(fa)(fa)展。隨著裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)的發(fa)(fa)展,裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)尖(jian)端應力(li)(li)(裂(lie)(lie)(lie)尖(jian)應力(li)(li))、應變集中(zhong)促進金屬(shu)中(zhong)氫(qing)(qing)(qing)往(wang)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)尖(jian)端中(zhong)聚集(叫做應力(li)(li)誘導(dao)擴散),最(zui)終導(dao)致(zhi)應力(li)(li)腐(fu)蝕斷裂(lie)(lie)(lie)。氫(qing)(qing)(qing)脆裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)擴散機(ji)理的示意(yi)圖如圖3-8所示。

