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。這類應力腐蝕斷裂有如下三個共同特征。


  ①. 應力必須是(shi)拉(la)伸的,拉(la)伸應力愈大,則斷裂時間愈短(duan)。


  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(guan)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(0.001~0.3cm/h)遠大于沒有應力(li)時的腐蝕破壞速度,但(dan)又(you)小于單(dan)純的力(li)學(xue)斷(duan)裂(lie)速度,斷(duan)口屬于脆斷(duan)型。


  應力(li)腐(fu)蝕(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)是在奧氏(shi)體不銹鋼管中,在焊接部分(fen)等的(de)殘余應力(li)和特定的(de)腐(fu)蝕(shi)條件下發(fa)生的(de)應力(li)腐(fu)蝕(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)(SCC)。


  奧氏體型不銹鋼(gang)雖(sui)然具有(you)(you)優越(yue)的(de)(de)耐腐(fu)蝕(shi)性,但是(shi),在特(te)定的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)條件下,易發生應力(li)腐(fu)蝕(shi)裂(lie)紋(SCC)。應力(li)腐(fu)蝕(shi)裂(lie)紋是(shi)由拉伸(shen)應力(li)和腐(fu)蝕(shi)兩(liang)種因(yin)素共同作(zuo)用(yong)而引(yin)起的(de)(de)斷裂(lie)狀腐(fu)蝕(shi)。一(yi)般(ban)情況是(shi)在含有(you)(you)氯離子(Cl-)的(de)(de)環境中,處于(yu)拉伸(shen)應力(li)狀態下發生的(de)(de)。


 圖(tu)3-7顯(xian)示(shi)的是一(yi)個熱交換器用不銹鋼管,發生(sheng)的應力腐蝕開裂的實例。


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  不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)表(biao)面狀(zhuang)(zhuang)態(tai)分為活(huo)性(xing)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)、活(huo)化鈍(dun)(dun)化狀(zhuang)(zhuang)態(tai)、鈍(dun)(dun)化狀(zhuang)(zhuang)態(tai)及過鈍(dun)(dun)化狀(zhuang)(zhuang)態(tai)四種,參看(kan)圖1-5不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)極化曲(qu)線。應(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)發(fa)生(sheng)(sheng)在(zai)(zai)(zai)活(huo)性(xing)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)、活(huo)性(xing)鈍(dun)(dun)化狀(zhuang)(zhuang)態(tai)及過鈍(dun)(dun)化狀(zhuang)(zhuang)態(tai)三種情況下,尤其是在(zai)(zai)(zai)中(zhong)性(xing)(介(jie)質)附近(jin)的(de)(de)鈍(dun)(dun)化狀(zhuang)(zhuang)態(tai)中(zhong),引起的(de)(de)比較多(duo)。在(zai)(zai)(zai)活(huo)性(xing)態(tai)中(zhong)的(de)(de)應(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)是不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)表(biao)面腐(fu)(fu)蝕。在(zai)(zai)(zai)應(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)造成(cheng)的(de)(de)局部(bu)破壞部(bu)位上,陽極溶(rong)解(jie)快速進(jin)行成(cheng)為裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)狀(zhuang)(zhuang),當有氯(lv)離子(Cl-)存在(zai)(zai)(zai)時(shi),才會促進(jin)陽極溶(rong)解(jie)。在(zai)(zai)(zai)中(zhong)性(xing)附近(jin)的(de)(de)鈍(dun)(dun)化中(zhong),在(zai)(zai)(zai)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)表(biao)面鈍(dun)(dun)化薄膜發(fa)生(sheng)(sheng)嚴重破壞時(shi),應(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)反(fan)而不(bu)發(fa)生(sheng)(sheng),只有在(zai)(zai)(zai)氯(lv)離子(Cl-)存在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)鈍(dun)(dun)化薄膜被(bei)破壞,進(jin)行局部(bu)的(de)(de)陽極溶(rong)解(jie),由于應(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)存在(zai)(zai)(zai)使(shi)之發(fa)生(sheng)(sheng)并傳(chuan)播(bo),就會產(chan)生(sheng)(sheng)應(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)。斷裂(lie)是在(zai)(zai)(zai)應(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)垂直角方向上發(fa)生(sheng)(sheng)的(de)(de),一般(ban)是邊產(chan)生(sheng)(sheng)邊發(fa)展。作為使(shi)用(yong)環(huan)境來講,幾(ji)乎(hu)全部(bu)是發(fa)生(sheng)(sheng)在(zai)(zai)(zai)所(suo)有氯(lv)離子(Cl-)環(huan)境中(zhong)。其他如(ru)高濃度的(de)(de)堿或酸也會引起應(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)。表(biao)3-9列(lie)(lie)出(chu)了幾(ji)種不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)系列(lie)(lie)產(chan)生(sheng)(sheng)應(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)介(jie)質。


  不銹鋼管(guan)只(zhi)有在(zai)鈍化狀態(tai)下才(cai)是耐腐蝕的,它有最(zui)小(xiao)的腐蝕電流,腐蝕速度很小(xiao)。


  溫度對其影(ying)響很大,溫度越高(gao)則應(ying)力(li)腐蝕裂紋(wen)越容易(yi)發生。在實(shi)際環(huan)境中,在70℃以(yi)下的應(ying)力(li)腐蝕裂紋(wen)的實(shi)例幾乎(hu)沒(mei)有(you),如(ru)圖3-8所示。這里所說的應(ying)力(li),包(bao)括操作時的動作應(ying)力(li)、熱應(ying)力(li)、裝置的約束應(ying)力(li)、冷加工以(yi)及焊(han)接時的殘余應(ying)力(li)等。減少(shao)和防(fang)止(zhi)應(ying)力(li)腐蝕裂紋(wen)的對策列于表3-10。


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