欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:15266555
大小:79.50 KB
页数:5页
时间:2018-08-02
《板式平焊法兰盖标准》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、应力腐蚀开裂是危害性最大的局部腐蚀形态破坏形式之一,在腐蚀过程中,若有微裂纹形成,其扩展速度比其它类型的局部腐蚀速度要快几个数量级,SCC是一种“灾难性的腐蚀”如桥梁坍塌,飞机失事,油罐爆炸,管道泄漏都造成了巨大的生命和财产损失。此外,如核电站,船只,锅炉,石油化工也都发生过应力腐蚀断裂的事故。应力腐蚀开裂的特征。(一)引起应力腐蚀开裂的往往是拉应力。这种拉应力的来源可以是:1,工作状态下构件所承受的外加载荷形成的抗应力。2,加工,制造,热处理引起的内应力。3,装配,安装形成的内应力。4,温差引起的热应力。5,裂纹内因腐蚀产物
2、的体积效应造成的楔入作用也能产生裂纹扩展所需要的应力。(二)每种合金的应力腐蚀开裂只对某些特殊介质敏感。一般认为纯金属不易发生应力腐蚀开裂,合金比纯金属更易发生应力腐蚀开裂。下表列出了各种合金风应力腐蚀开裂的环境介质体系,介质有特点:即金属或合金可形成纯化膜,弹介质中有有破坏纯化膜完整性的离子存在。合金腐蚀介质碳钢和低合金钢NaOH溶液,含有校酸根,碳酸跟,硫化氢水溶液,海水,海洋大气和工业大气,硫酸—硝酸混合液,三氯化铁溶液,湿的CO—CO2,空气高强度钢蒸馏水,湿大气,氯化物溶液,硫化氢奥氏体不锈钢高温碱液,高温高压含氧纯
3、水,氯化物水溶液,海水,浓缩锅炉水,水蒸气(260ºC),湿润空气(湿度90%),硫化氢水溶液,NaCl—H2O2水溶液,二氯乙烯等铜合金NH3蒸汽,氨溶液,汞盐溶液,含SO2的大气,三氯化铁,硝酸溶液钛合金发烟硝酸,海水,盐酸,含Cl¯,Br¯,I¯水溶液,甲醇,三氯乙烯,CCl4,氟利昂铝合金NaCl水溶液,海水,水蒸气,含二氧化硫的大气,含Br¯,I¯水溶液,汞而且介质中的有害物质浓度往往很低,如大气中微量的H2S和NH3可分别引起钢和铜合金的应力腐蚀开裂。空气中少量的NH3是鼻子嗅不到的,却能引起黄铜的氨脆。19世纪下
4、半叶,英军在印度生产的弹壳每到雨季就会发生破裂。由于不了解真正的原因,当时给了个不恰当的名字叫“季脆”(原因是黄铜弹壳(1)应力加上印度大气中含有微量NH3)。再如奥氏体不锈钢在含有几个ppm氯离子的高纯水中就会出现应力腐蚀开裂。再如低碳钢在硝酸盐溶液中的“硝脆”,碳钢在强碱溶液中的“碱脆”都是给定材料和特定环境介质结合后发生的破坏。氯离子能引起不锈钢的应力腐蚀开裂,而硝酸根离子对不锈钢不起作用,反之,硝酸根离子能引起低碳钢的应力腐蚀开裂,而氯离子对低碳钢不起作用。(三)应力腐蚀开裂是材料在应力和环境介质共同作用下经过一段时间
5、后,萌生裂纹,裂纹扩展到临界尺寸,此时由于裂纹尖端的应力强度因子K1达到材料的断裂韧性K1c,发生失稳断裂。即应力腐蚀开裂过程分为三个阶段:裂纹萌生,裂纹扩展,失稳断裂。1,裂纹的萌生。裂纹源多在保护膜破裂处,而膜的破裂可能与金属受力时应力集中与应变集中有关,此外,金属中存在孔蚀,缝隙腐蚀,晶间腐蚀也往往是SCC裂纹萌生处。萌生期长短,少则几天,长达几年,几十年,主要取决于环境特征与应力大小。2,裂纹扩展。应力腐蚀开裂的裂纹扩展过程有三种方式。应力腐蚀开裂裂纹的扩展速率da/dt与裂纹尖端的应力强度因子K1的关系具有图示的三个
6、阶段特征。在第一阶段da/dt随K1降低而急剧减少。当K1降到Kiscc以下时应力腐蚀开裂裂纹不再扩展,因此Kiscc时评定材料应力腐蚀开裂倾向的指标之一。在第二阶段,裂纹扩展与应力强度因子K1大小无关,主要受介质控制。在这阶段裂纹出现宏观和微观分枝(图)。但在宏观上,裂纹走向与抗应力方向是垂直的。第三阶段为失稳断裂,纯粹由力学因素K1控制,da/dt随K1增大迅速增加直至断裂。(四)应力腐蚀开裂属于脆性断裂。即使塑性很高的材料也是如此。其断口呈多种形貌。有沿晶断,准解理,韧(2)等。二,应力腐蚀开裂机制。应力腐蚀开裂现象很多
7、,目前尚未有统一的见解,不同学派的观点可能从电化学,断裂力学,物理冶金进行研究而强调了它们的作用。(一)电化学理论。1,活性通道理论。该理论认为,在金属或合金中有一条易于腐蚀的基本上是连续的通道,沿着这条活性通道优先发生阳极溶解。活性通道可以是晶界,亚晶界或由于塑性变形引起的阳极区等。电化学腐蚀就沿着这条通道进行,形成很窄的裂缝裂纹,而外加应力使裂纹尖端发生应力集中,引起表面膜破裂,裸露的金属成为新的阳极,而裂纹两侧仍有保护膜为阴极,电解质靠毛细管作用渗入到裂纹尖端,使其在高电流密度下加速裂尖阳极溶解。该理论强调了在拉应力作用
8、下保护膜的破裂与电化学活化溶解的联合作用。2,快速溶解理论。该理论认为活性通道可能预先是不存在的,而是合金表面的点蚀坑,沟等缺陷,由于应力集中形成裂纹,裂纹一旦形成,其尖端的应力集中很大,足以使其尖端发生塑性变形到一个塑性,该塑性具有很大的溶解速度。这种理论适用于自纯化金属,
此文档下载收益归作者所有