應(yīng)力腐蝕破裂
合金在腐蝕和一定方向的拉應(yīng)力同時作用下產(chǎn)生破裂,稱為應(yīng)力腐蝕破裂。裂縫形態(tài)有兩種:沿晶界發(fā)展,稱晶間破裂;裂縫穿過晶粒,稱穿晶破裂,也有混合型,如主縫為晶間型,支縫或尖端為穿晶型,它是最危險的腐形態(tài)之一,可引起突發(fā)性事故。
一、應(yīng)力腐蝕破裂有一些特征
必須存在拉應(yīng)力(如焊接、冷加工等產(chǎn)生的殘余應(yīng)力)如果存在壓應(yīng)力則可抑制這種腐蝕;只發(fā)生在一定的體系,如奧氏體不銹鋼/CL-體系,碳鋼/NO3-體系,銅合金/NH4+體系等。
應(yīng)力腐蝕的機理很復(fù)雜,破裂的發(fā)生和發(fā)展可區(qū)分為三個階段:金屬表面生成鈍化膜或保護膜;膜局部破裂,產(chǎn)生蝕孔或裂縫源;裂縫內(nèi)發(fā)生加速腐蝕,在拉應(yīng)力作用下,以垂直方向深入金屬內(nèi)部。
產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕必須滿足上述三個階段的生成環(huán)境。以奧氏體不銹鋼/CL-體系為例,環(huán)境中必須含有CL-和氧,因為奧氏體不銹鋼在含氧環(huán)境內(nèi)很容易鈍化,滿足了條件:“金屬表面生成鈍化膜或保護膜”,CL-是破鈍劑,在應(yīng)力作用下,膜的局部缺陷處很容易破裂,滿足了條件:“膜局部破裂,產(chǎn)生蝕孔或裂縫源”,裂縫內(nèi)形成閉塞區(qū),pH值下降,CL-從外部遷入增濃、pH值下降到1.3以下,腐蝕加速,這和孔蝕相同。裂縫尖端產(chǎn)生了氫,引起局部脆化,在拉應(yīng)力作用下發(fā)生脆性破裂,然后裂尖又進入酸性溶液,裂縫在腐蝕和脆裂的反復(fù)作用下迅速發(fā)展。
二、防止應(yīng)力腐蝕的方法
進行熱處理以消除部件的應(yīng)力,改進設(shè)計結(jié)構(gòu),避免應(yīng)力集中于局部,設(shè)計中選用的載荷應(yīng)低于產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的臨界值,表面用噴丸處理產(chǎn)生壓應(yīng)力,采用電化學(xué)保護、涂料、或緩蝕劑等。
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