當應力與腐蝕同時作用時，可以加速金屬的破壞。在最簡單的情況下，這兩個因素的破壞作用只是簡單疊加。如果是均勻腐蝕，則面積逐漸減小，使真實應力逐漸增加，最終達到材料的斷裂強度而斷裂；如果是晶間腐蝕，則晶間的結合力將會降低，外加的應力使腐蝕介質更容易沿晶界進行進一步的破壞，最終使殘余的晶間結合力不能承受外加應力而致斷裂。當應力不存在時，腐蝕甚微，施加應力并經過一段時間后，金屬會在腐蝕并不嚴重的情況下發生脆斷。這種應力(li)腐蝕斷裂有如下五個共同特征。


一、力學特征


1. 具(ju)備拉應力(li)


 一(yi)般應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)都在(zai)(zai)(zai)(zai)拉應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)下(xia)(xia)才發(fa)生(sheng)，而在(zai)(zai)(zai)(zai)壓(ya)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)下(xia)(xia)不(bu)發(fa)生(sheng)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi),這(zhe)種拉伸應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)可(ke)以(yi)是工(gong)作狀態下(xia)(xia)材料承(cheng)受外加載荷(he)造(zao)成(cheng)(cheng)的(de)(de)工(gong)作應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)；也(ye)可(ke)以(yi)是在(zai)(zai)(zai)(zai)生(sheng)產(chan)、制造(zao)、加工(gong)和安裝過程中在(zai)(zai)(zai)(zai)材料內部形成(cheng)(cheng)的(de)(de)熱應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)、形變(bian)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)等殘余應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)；還可(ke)以(yi)是由裂紋內腐蝕(shi)產(chan)物的(de)(de)體(ti)積(ji)效應(ying)(ying)(ying)(ying)造(zao)成(cheng)(cheng)的(de)(de)楔(xie)入(ru)作用或是陰極反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)形成(cheng)(cheng)的(de)(de)氫產(chan)生(sheng)的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)。


2. 存在臨(lin)界應力(li)


 合金所(suo)承受的應力(li)越小(xiao)，斷裂時間(jian)越長，當應力(li)小(xiao)于(yu)某一臨(lin)界值(zhi)后，此應力(li)成(cheng)為臨(lin)界應力(li)。在大(da)多數(shu)的材料-環境體(ti)系中，存在一個臨(lin)界應力(li)，當應力(li)低于(yu)該臨(lin)界值(zhi)時，則不產生SCC.



二、環境特(te)性


1. 腐(fu)蝕介質的特性


  只有(you)(you)在特定的(de)腐(fu)(fu)蝕介(jie)(jie)質(zhi)中含有(you)(you)某些(xie)對發生(sheng)應(ying)力腐(fu)(fu)蝕有(you)(you)特效作用的(de)離子、分子時才會發生(sheng)應(ying)力腐(fu)(fu)蝕。這種(zhong)特定的(de)腐(fu)(fu)蝕劑并(bing)不一定要大量存在，而且往往濃度很(hen)低。表1.5列出(chu)了一些(xie)金(jin)屬和合金(jin)發生(sheng)應(ying)力腐(fu)(fu)蝕的(de)特定介(jie)(jie)質(zhi)。





2. 溶液的濃度


 值得指出的是(shi)，即(ji)使有時整(zheng)體濃度是(shi)很低的，但(dan)是(shi)由于局部(bu)位(wei)置(zhi)上的濃縮作用，使該處(chu)極易(yi)產生局部(bu)腐蝕。


3. 具有一定(ding)的電(dian)位范圍


  從電化學的(de)角度來看，材料(liao)與特定(ding)介質的(de)偶(ou)合導致應(ying)力(li)腐蝕的(de)條件是(shi)(shi)它發(fa)生在(zai)一(yi)定(ding)的(de)電位范圍內，一(yi)般(ban)是(shi)(shi)發(fa)生在(zai)鈍化-活化的(de)過(guo)渡區(qu)(qu)或鈍化-過(guo)鈍化區(qu)(qu)。



三、冶金學特性


 1. 不同(tong)的化學成分和純度具有不同(tong)應力腐蝕敏感性


  純(chun)(chun)金屬一度被認為不發生應(ying)力腐蝕,但是(shi)通過實驗發現，純(chun)(chun)度高達99.999%的(de)銅及(ji)99.99%的(de)鐵在一定條(tiao)件(jian)下(xia)也(ye)發生了晶間(jian)應(ying)力腐蝕開裂，因此，認為合金比(bi)純(chun)(chun)金屬更易(yi)產(chan)生應(ying)力腐蝕是(shi)恰當的(de)。


 2. 不(bu)(bu)同(tong)組織具(ju)有不(bu)(bu)同(tong)的應力腐蝕(shi)敏感性(xing)


 金(jin)屬晶(jing)(jing)體(ti)結構的(de)差異(yi)也影響到(dao)材料的(de)耐蝕(shi)性，體(ti)心立(li)(li)方晶(jing)(jing)格(ge)（鐵素體(ti)和馬(ma)氏體(ti)）比(bi)面心立(li)(li)方晶(jing)(jing)格(ge)（奧氏體(ti)）更(geng)耐應(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。一(yi)般(ban)說來，粗晶(jing)(jing)粒比(bi)細晶(jing)(jing)粒對(dui)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)更(geng)為(wei)敏感。晶(jing)(jing)格(ge)缺陷(xian)，如晶(jing)(jing)界(jie)、亞晶(jing)(jing)界(jie)、露頭的(de)位錯群等，對(dui)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)破裂(lie)敏感，將優先(xian)溶(rong)解，常常成為(wei)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)破裂(lie)發生(sheng)的(de)裂(lie)縫源。



四、應力腐蝕裂紋擴展速率(lv)


 金屬在無裂(lie)紋(wen)、無蝕(shi)坑(keng)(keng)或(huo)缺陷的情況下，應(ying)力腐蝕(shi)過(guo)程可分(fen)為(wei)三個階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)：裂(lie)紋(wen)萌(meng)生階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)，即由于(yu)腐蝕(shi)引起(qi)裂(lie)紋(wen)或(huo)蝕(shi)坑(keng)(keng)的階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)；裂(lie)紋(wen)擴展階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)，即由裂(lie)紋(wen)源(yuan)或(huo)蝕(shi)坑(keng)(keng)開始到(dao)達(da)極限應(ying)力值為(wei)止(zhi)的這一階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)；失穩斷裂(lie)階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)。裂(lie)紋(wen)萌(meng)生階(jie)(jie)(jie)段(duan)(duan)的長短(duan)取(qu)決(jue)于(yu)合金的性(xing)能、環境的特性(xing)和應(ying)力的大小，這一時期(qi)短(duan)的僅(jin)幾分(fen)鐘(zhong)，長的可達(da)幾年(nian)(nian)、十幾年(nian)(nian)或(huo)幾十年(nian)(nian)，裂(lie)紋(wen)萌(meng)生期(qi)是服役壽命的主要部分(fen)。



五、應力(li)腐蝕形態特征


1. 應力腐蝕的宏觀形(xing)態特征


  即使(shi)具有很高延性(xing)(xing)的金屬，其(qi)應力腐蝕(shi)(shi)仍具有完全脆性(xing)(xing)的外觀。應力腐蝕(shi)(shi)都呈脆性(xing)(xing)斷(duan)裂，應力腐蝕(shi)(shi)的宏觀斷(duan)口常有放射花樣(yang)或人字紋。


2. 應力腐蝕的(de)微觀形態特征


  應力腐蝕(shi)(shi)斷口的(de)(de)(de)微觀特(te)(te)征比(bi)較復雜，它與(yu)鋼(gang)的(de)(de)(de)成(cheng)分(fen)、熱處理、環境條(tiao)件、應力狀態(tai)、晶(jing)體結構以及力學性能等(deng)有關。金屬材(cai)料(liao)發生應力腐蝕(shi)(shi)時，僅在局(ju)部地(di)區出(chu)現(xian)由表及里的(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)裂(lie)紋，其(qi)裂(lie)紋形態(tai)主要(yao)有穿(chuan)晶(jing)型(xing)、晶(jing)界型(xing)和混(hun)合(he)型(xing)三種。不同(tong)(tong)的(de)(de)(de)金屬－環境體系(xi)，將出(chu)現(xian)不同(tong)(tong)的(de)(de)(de)裂(lie)紋形態(tai)。例如(ru)，軟鋼(gang)、銅(tong)合(he)金、鎳合(he)金多(duo)半顯(xian)晶(jing)界型(xing)，奧(ao)氏體不銹鋼(gang)多(duo)半顯(xian)穿(chuan)晶(jing)型(xing)，而鈦合(he)金多(duo)半顯(xian)混(hun)合(he)型(xing)。不論表現(xian)形式如(ru)何，裂(lie)紋的(de)(de)(de)共同(tong)(tong)特(te)(te)點是在主干裂(lie)紋延伸的(de)(de)(de)同(tong)(tong)時還有若干分(fen)支同(tong)(tong)時發展(zhan)，裂(lie)紋出(chu)在與(yu)最大應力垂直的(de)(de)(de)平面上，其(qi)破裂(lie)斷口顯(xian)現(xian)出(chu)脆(cui)性斷裂(lie)的(de)(de)(de)特(te)(te)征。