應力腐(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。


  應力腐蝕破(po)壞(huai)的特征(zheng)是裂(lie)縫和拉應力方向垂(chui)直，斷口呈脆(cui)性破(po)壞(huai)，顯微分(fen)析(xi)可在(zai)斷口附近發現許(xu)多(duo)裂(lie)紋，它們多(duo)沿晶界分(fen)布(bu)，也有(you)穿(chuan)晶分(fen)布(bu)，或晶界與(yu)穿(chuan)晶混合分(fen)布(bu)。


  應(ying)(ying)力腐蝕破裂(lie)時(shi)，腐蝕介質(zhi)是特定的(de)，只有某些金屬一介質(zhi)的(de)組合才產生應(ying)(ying)力腐蝕破裂(lie)，如(ru)奧氏體不(bu)銹鋼(gang)的(de)氯脆(cui)、高(gao)強度鋼(gang)的(de)氫脆(cui)等(deng)。


  一(yi)(yi)般認為(wei)，產生奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)應(ying)力(li)腐蝕是應(ying)力(li)和電化(hua)學腐蝕共同作(zuo)用(yong)的(de)(de)結果。奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)在(zai)介質中(zhong)形成鈍化(hua)膜，在(zai)應(ying)力(li)的(de)(de)作(zuo)用(yong)下(xia)出現(xian)滑移(yi)臺階(jie)導(dao)致(zhi)表面膜破(po)(po)裂(lie)，膜的(de)(de)局部(bu)破(po)(po)壞造(zao)成裸露金屬成為(wei)小(xiao)陽極(ji)(ji)，小(xiao)陽極(ji)(ji)的(de)(de)溶解逐步形成裂(lie)紋，在(zai)應(ying)力(li)與(yu)環境的(de)(de)共同作(zuo)用(yong)下(xia)，破(po)(po)裂(lie)過程加速發展。應(ying)力(li)腐蝕的(de)(de)另一(yi)(yi)種(zhong)機制(zhi)(zhi)是氫(qing)脆機制(zhi)(zhi)，認為(wei)蝕坑或(huo)(huo)裂(lie)紋內形成閉塞電池(chi)，使裂(lie)紋尖(jian)端或(huo)(huo)蝕坑底的(de)(de)介質具有(you)低(di)的(de)(de)pH，滿足(zu)了陰極(ji)(ji)析氫(qing)的(de)(de)條件，氫(qing)原子吸附于金屬表面引(yin)起氫(qing)脆，而導(dao)致(zhi)應(ying)力(li)腐蝕。


  在介(jie)質(zhi)的影響下，裂(lie)紋可以在低(di)于Kic時(shi)擴展而導致斷裂(lie)，如圖9.5所示。人們定義裂(lie)紋“長”時(shi)間或給定時(shi)間不擴展的應(ying)力(li)場強度因子K1值為KIscc，Kiscc也是一(yi)種(zhong)韌性參量(liang)，它與Kic的差異便是介(jie)質(zhi)的影響。Kiscc／Kic則是衡量(liang)材料應(ying)力(li)腐蝕敏感性的指標。


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  當應力(li)腐蝕裂紋(wen)前端的(de)K1＞K1scc時，裂紋(wen)會隨時間(jian)而長大(da)，裂紋(wen)擴(kuo)(kuo)展速率以da／dt斷裂時間(jian)表(biao)示。應力(li)腐蝕的(de)發(fa)展通常分為(wei)三個(ge)(ge)階(jie)段：第(di)一(yi)階(jie)段包括孕育期(qi)、表(biao)面膜的(de)蝕穿、裂紋(wen)的(de)形核；第(di)二(er)階(jie)段為(wei)裂紋(wen)相對穩定擴(kuo)(kuo)展階(jie)段；第(di)三階(jie)段為(wei)裂紋(wen)快速擴(kuo)(kuo)展和斷裂階(jie)段。實(shi)踐中，第(di)一(yi)階(jie)段往往最(zui)長，成為(wei)整個(ge)(ge)過程的(de)控制(zhi)階(jie)段。


  18Cr-8Ni奧氏體(ti)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(lun)在奧氏體鋼(gang)或復相鋼(gang)中(zhong)加入(ru)1.5％以上(shang)的(de)硅均能顯(xian)著改(gai)善鋼(gang)的(de)抗應力腐蝕(shi)斷裂性能。硅能顯(xian)著縮小y區，因此含硅較(jiao)高的(de)鋼(gang)會含有8相，形成復相鋼(gang)。


  有關奧(ao)氏體不銹鋼氯脆各種影響因素的深(shen)入分析及其機理的研究(jiu)可(ke)參(can)閱有關文獻。


  測(ce)量Kiscc比較簡(jian)單(dan)，最(zui)常用(yong)(yong)的(de)(de)是懸臂(bei)梁彎曲試(shi)(shi)驗，試(shi)(shi)樣采用(yong)(yong)和(he)測(ce)Kic的(de)(de)標準三(san)點(dian)彎曲試(shi)(shi)樣相同(tong)，但要長(chang)一(yi)(yi)些。樣品一(yi)(yi)端固定(ding)于立柱上，另一(yi)(yi)端與一(yi)(yi)個力臂(bei)相連(lian)，力臂(bei)的(de)(de)另一(yi)(yi)端加(jia)上載荷。在樣品的(de)(de)預裂紋周圍配置所研究的(de)(de)環境，還可(ke)以同(tong)時測(ce)出da／dt-K1曲線。我國于1995年(nian)開始，制定(ding)了國家推薦(jian)標準GB／T 15970-1995《金(jin)屬和(he)合金(jin)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi) 應力腐(fu)蝕(shi)試(shi)(shi)驗》，直至2007年(nian)先后發布(bu)了第1～第9共9個部分。