不銹鋼的(de)腐蝕(shi)疲(pi)勞極限一般(ban)(ban)界定為在(zai)指定的(de)循環次數的(de)強度。腐蝕(shi)疲(pi)勞的(de)斷(duan)(duan)口也(ye)由三(san)部分(fen)組成:疲(pi)勞源、疲(pi)勞裂(lie)紋(wen)擴展區(qu)和(he)瞬時斷(duan)(duan)裂(lie)區(qu)。在(zai)疲(pi)勞裂(lie)紋(wen)擴展區(qu)往往覆蓋有腐蝕(shi)產(chan)物,瞬時斷(duan)(duan)裂(lie)區(qu)與一般(ban)(ban)疲(pi)勞斷(duan)(duan)口相同。腐蝕(shi)疲(pi)勞可劃(hua)分(fen)為四種形式:
(1)在腐(fu)蝕全過程(cheng)中(zhong),金屬處于活化狀態。腐(fu)蝕疲勞裂(lie)紋(wen)往往產生于蝕孔的底部,斷口粗糙,裂(lie)紋(wen)上覆蓋有腐(fu)蝕產物(wu)。
(2)在破(po)裂(lie)過程中,金(jin)屬處于鈍(dun)化(hua)狀態,沒有(you)蝕(shi)(shi)孔,只有(you)少數裂(lie)紋(wen),這種(zhong)腐蝕(shi)(shi)疲勞難(nan)于與通常的(de)疲勞相區別。
(3)腐蝕疲勞處于不穩定(ding)的鈍(dun)(dun)化狀(zhuang)(zhuang)態,開始時金屬處于鈍(dun)(dun)化狀(zhuang)(zhuang)態,經一(yi)定(ding)循環周次后,由于位錯移動產生的擠出型滑移臺階使金屬變為(wei)活化狀(zhuang)(zhuang)態。
(4)腐(fu)蝕疲(pi)勞處于受干擾的鈍(dun)化狀態,如(ru)腐(fu)蝕疲(pi)勞與應(ying)力腐(fu)蝕破裂、點蝕或晶間腐(fu)蝕疊(die)加(jia)發(fa)生。
許多雙相不銹鋼具有良好的抗局部腐蝕性能,因此也有高的腐蝕疲勞抗力。
不銹鋼腐蝕(shi)疲勞裂紋源的形成機制(zhi)有多種模(mo)型:
a. 點蝕形成裂紋機制
點蝕(shi)坑成為應力(li)集中的地方,在循(xun)環應力(li)的作用(yong)下(xia),蝕(shi)坑處出現滑(hua)移臺階(jie),然后滑(hua)移臺階(jie)優先溶解,形成裂紋源(yuan)。
b. 吸附(fu)理論(lun)
介質中活(huo)性離子(zi)被(bei)金屬表面吸附(fu),在微(wei)觀縫隙處產生(sheng)楔子(zi)作(zuo)用,應力集中,并降低金屬結合力,成為(wei)疲勞源。
c. 滑移溶解機制
在循(xun)環應力下,滑(hua)移過程出現滑(hua)移臺階,破壞(huai)了表(biao)面的(de)鈍化膜而暴露出新鮮(xian)金(jin)屬(shu)表(biao)面,新鮮(xian)金(jin)屬(shu)表(biao)面被(bei)溶(rong)(rong)解。在反向滑(hua)移時,被(bei)溶(rong)(rong)解的(de)表(biao)面不能重新閉合。這樣在循(xun)環應力下,滑(hua)移臺階不斷被(bei)溶(rong)(rong)解,促進了裂紋的(de)萌生。
d. 表面膜破裂機制
在循環(huan)應力(li)作用下,表面膜破(po)裂(lie)(lie),破(po)裂(lie)(lie)處(chu)成(cheng)為(wei)微陽極,周圍膜成(cheng)為(wei)大(da)陰(yin)極,在介質(zhi)和應力(li)共(gong)同作用下,膜破(po)裂(lie)(lie)處(chu)較快(kuai)地溶解成(cheng)為(wei)疲勞裂(lie)(lie)紋核(he)心。
腐蝕疲勞裂(lie)紋的(de)擴(kuo)展(zhan)主(zhu)要有兩種機(ji)制(zhi)(zhi):陽極(ji)(ji)溶(rong)(rong)解(jie)和氫(qing)脆(cui)。陽極(ji)(ji)溶(rong)(rong)解(jie)和制(zhi)(zhi)認(ren)為,機(ji)械破裂(lie)造(zao)成的(de)新鮮表面在(zai)腐蝕環(huan)境中(zhong)遭到陽極(ji)(ji)溶(rong)(rong)解(jie),從(cong)(cong)而增大(da)裂(lie)紋擴(kuo)展(zhan)速率(lv)。氫(qing)脆(cui)機(ji)制(zhi)(zhi)認(ren)為,當氫(qing)進(jin)入金(jin)屬(shu)(shu)裂(lie)縫(feng)尖端,弱化了(le)金(jin)屬(shu)(shu)鍵,在(zai)下一(yi)循(xun)環(huan)載荷時增大(da)了(le)裂(lie)紋的(de)擴(kuo)展(zhan)。近(jin)年的(de)一(yi)些看法認(ren)為,這是兩個相互關(guan)聯(lian)的(de)過程(cheng)。陽極(ji)(ji)溶(rong)(rong)解(jie)使(shi)局部裂(lie)紋尖端環(huan)境中(zhong)的(de)pH降低,從(cong)(cong)而增加氫(qing)進(jin)入金(jin)屬(shu)(shu)裂(lie)紋尖端的(de)概率(lv)。