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(li)腐蝕斷(duan)裂有如下三個共同特征。


  ①. 應(ying)力必須(xu)是拉伸(shen)的(de),拉伸(shen)應(ying)力愈大(da),則斷裂時(shi)間(jian)愈短。


  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)裂速度(du)(du)(0.001~0.3cm/h)遠大于沒有應力時的腐蝕破壞速度(du)(du),但(dan)又小于單純的力學斷(duan)裂速度(du)(du),斷(duan)口屬于脆斷(duan)型。


  應(ying)力(li)腐蝕裂紋是在(zai)奧氏體不銹鋼管中,在(zai)焊接部分等的殘余(yu)應(ying)力(li)和特定(ding)的腐蝕條件下發生的應(ying)力(li)腐蝕裂紋(SCC)。


  奧氏體(ti)型不銹鋼雖然具有(you)優越的(de)(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性,但是(shi),在特定的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)條件(jian)下(xia),易發(fa)生(sheng)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)裂紋(SCC)。應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)裂紋是(shi)由拉伸(shen)應(ying)力(li)(li)和腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)兩種因素(su)共(gong)同作用(yong)而引起的(de)(de)(de)斷(duan)裂狀腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。一般情況是(shi)在含有(you)氯離子(zi)(Cl-)的(de)(de)(de)環境中,處于(yu)拉伸(shen)應(ying)力(li)(li)狀態下(xia)發(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)。


 圖3-7顯(xian)示的是一個熱(re)交換(huan)器用不銹(xiu)鋼管,發生的應(ying)力(li)腐(fu)蝕開(kai)裂的實例。


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  不銹鋼(gang)管的表(biao)面(mian)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)分為活(huo)(huo)性(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)、活(huo)(huo)化(hua)(hua)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)、鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)及過(guo)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)四種,參看圖1-5不銹鋼(gang)的極(ji)化(hua)(hua)曲線。應(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)裂(lie)紋發生在(zai)(zai)(zai)活(huo)(huo)性(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)、活(huo)(huo)性(xing)(xing)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)及過(guo)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)三種情況(kuang)下,尤(you)其是在(zai)(zai)(zai)中(zhong)(zhong)性(xing)(xing)(介(jie)質)附近的鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)中(zhong)(zhong),引(yin)起的比(bi)較多。在(zai)(zai)(zai)活(huo)(huo)性(xing)(xing)態(tai)中(zhong)(zhong)的應(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)裂(lie)紋是不銹鋼(gang)表(biao)面(mian)腐(fu)蝕(shi)。在(zai)(zai)(zai)應(ying)力(li)(li)(li)(li)造成(cheng)的局部(bu)破壞部(bu)位上,陽極(ji)溶解快速進(jin)行成(cheng)為裂(lie)紋狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang),當有(you)氯離(li)子(Cl-)存(cun)在(zai)(zai)(zai)時(shi)(shi),才(cai)會促(cu)進(jin)陽極(ji)溶解。在(zai)(zai)(zai)中(zhong)(zhong)性(xing)(xing)附近的鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)中(zhong)(zhong),在(zai)(zai)(zai)不銹鋼(gang)表(biao)面(mian)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)薄膜(mo)發生嚴重破壞時(shi)(shi),應(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)裂(lie)紋反(fan)而不發生,只有(you)在(zai)(zai)(zai)氯離(li)子(Cl-)存(cun)在(zai)(zai)(zai)的鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)薄膜(mo)被破壞,進(jin)行局部(bu)的陽極(ji)溶解,由于應(ying)力(li)(li)(li)(li)存(cun)在(zai)(zai)(zai)使(shi)之發生并傳播,就(jiu)會產生應(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)裂(lie)紋。斷裂(lie)是在(zai)(zai)(zai)應(ying)力(li)(li)(li)(li)垂直角(jiao)方向上發生的,一般是邊產生邊發展(zhan)。作為使(shi)用環境(jing)(jing)來講,幾乎全(quan)部(bu)是發生在(zai)(zai)(zai)所(suo)有(you)氯離(li)子(Cl-)環境(jing)(jing)中(zhong)(zhong)。其他如高濃度的堿或酸也會引(yin)起應(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)裂(lie)紋。表(biao)3-9列出(chu)了(le)幾種不銹鋼(gang)系列產生應(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)的介(jie)質。


  不銹鋼管(guan)只有(you)在鈍(dun)化狀態下才是(shi)耐(nai)腐蝕的,它(ta)有(you)最小的腐蝕電(dian)流,腐蝕速(su)度很小。


  溫(wen)度對其影(ying)響很大(da),溫(wen)度越高則應(ying)(ying)力腐(fu)蝕裂(lie)紋(wen)越容易發生。在實際環境中,在70℃以下的應(ying)(ying)力腐(fu)蝕裂(lie)紋(wen)的實例幾乎沒有,如圖(tu)3-8所示。這里所說的應(ying)(ying)力,包括操作(zuo)時(shi)的動作(zuo)應(ying)(ying)力、熱(re)應(ying)(ying)力、裝置(zhi)的約束應(ying)(ying)力、冷加(jia)工以及焊接時(shi)的殘余應(ying)(ying)力等(deng)。減少和(he)防止應(ying)(ying)力腐(fu)蝕裂(lie)紋(wen)的對策列于表3-10。


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