有許多理論對應力腐(fu)蝕(shi)現象進行解釋,現選其中比較常用的三種簡述如下:


1. 活化通路型應(ying)力(li)腐蝕 


    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。



6.jpg


2. 應(ying)變產生活(huo)性通道應(ying)力腐蝕 


   應變產生(sheng)活性通(tong)道應力腐蝕是指鈍化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)在(zai)應力作用(yong)下同(tong)金屬基體一起(qi)變形時發生(sheng)破裂,裂隙處暴露出的(de)金屬成為活化(hua)(hua)陽極,發生(sheng)溶解。在(zai)腐蝕過程中,鈍化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)破壞的(de)同(tong)時又會使破裂的(de)鈍化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)修(xiu)復(fu)(fu),在(zai)連續發生(sheng)應變的(de)條件下修(xiu)復(fu)(fu)的(de)鈍化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)又遭破壞。此(ci)過程周而復(fu)(fu)始不斷發生(sheng),當應力超過修(xiu)復(fu)(fu)后鈍化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)的(de)強度(du),應力腐蝕即(ji)可發生(sheng),直至脆斷,如圖3-7所示。該理論著重說明了(le)應力的(de)重要作用(yong)。


3. 氫脆型應力腐蝕


  腐(fu)蝕(shi)電池是由(you)小陰極(ji)(ji)和大陽(yang)極(ji)(ji)組成,這時大陽(yang)極(ji)(ji)發生(sheng)(sheng)溶解表(biao)現為均勻性腐(fu)蝕(shi)。小陰極(ji)(ji)區(qu)的陰極(ji)(ji)過程中,如(ru)果發生(sheng)(sheng)析(xi)氫(qing)(qing)(qing)的話,將發生(sheng)(sheng)陰極(ji)(ji)區(qu)金屬(shu)的集(ji)中性滲(shen)氫(qing)(qing)(qing),在持(chi)續載荷(he)作用下氫(qing)(qing)(qing)促進塑性應(ying)變而導(dao)致脆(cui)斷,應(ying)力腐(fu)蝕(shi)就會順(shun)利(li)發展(zhan)。隨著裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)的發展(zhan),裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)尖端應(ying)力(裂(lie)(lie)(lie)尖應(ying)力)、應(ying)變集(ji)中促進金屬(shu)中氫(qing)(qing)(qing)往裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)尖端中聚集(ji)(叫做應(ying)力誘導(dao)擴散(san)),最終導(dao)致應(ying)力腐(fu)蝕(shi)斷裂(lie)(lie)(lie)。氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)擴散(san)機理的示(shi)意圖(tu)如(ru)圖(tu)3-8所示(shi)。