船舶设备应力腐蚀开裂的探讨

《船舶设备应力腐蚀开裂的探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第9卷第2期辽宁高职学报Vol.9,No.22007年2月LIAONINGHIGHERVOCATIONALTECHNICALINSTITUTEJOURNALFeb.2007中图分类号：TB301文献标识码：B文章编号：1009—7600（2007）02—0081—03船舶设备应力腐蚀开裂的探讨孙方遒（渤海船舶职业学院，辽宁葫芦岛125005）摘要：讨论材料的应力腐蚀开裂的特征、应力腐蚀抗力指标及机理。提出了应力腐蚀开裂的防止措施，以指导具体工程实际问题。关键词：应力腐蚀开裂；应力强度因子；应力腐

2、蚀强度因子；闭塞电池理论；牺牲阳极保护实际工程结构或零件，都是在一定环境或介质值。它是将预制裂纹试样放到一定介质中，在恒定载条件下工作的，材料在环境介质中的力学行为是介质荷作用下，测定由于裂纹扩展引起的应力强度因子K和应力共同作用的结果。材料或零件在应力和腐蚀环随时间的变化，据此得出材料的抗应力腐蚀特征。境的共同作用下，能够很快发生应力腐蚀开裂。海洋在K

3、C++盐分，相当0.5N的氯化钠溶液，其中含有Na、K、时（KIC为材料的断裂韧性），在应力和腐蚀环境共同2+-2-Mg、Cl、SO4等离子。海水的离子浓度很高，是的作用下，裂纹表现为亚临界扩展，随着裂纹不断扩一种较强的电解质。在这种环境中，应力腐蚀开裂问展，裂纹顶端K值不断的增大，达到KIC值时即发生题在钢铁结构船舶及其船用设备的安全中是比较突出断裂（如图1中虚线）；在K>KIC时，一经加上载荷，的问题，应力腐蚀开裂问题是绝不可忽视的。试样立即断裂。随着初始K值的不同，裂纹扩展速1应力腐蚀开裂

4、的特征率和断裂时间也不相同，但是材料的最终破坏都是在造成应力腐蚀破坏的应力是静拉伸应力，其值K=KIC时发生的，也就是说裂纹的亚临界扩展一直达到某一临界尺寸时，在剩余截面不足以承受外载时，远低于材料的屈服强度；应力腐蚀造成的破坏，表现突然发生断裂，故断裂表现为脆性断裂（如图1）。为脆性断裂，断裂前无明显的塑性变形。在金属材料中，纯金属一般不发生应力腐蚀，只有在特定的合金成分与特定的介质相组合时才会造成应力腐蚀。与疲劳破坏相似，应力腐蚀的裂纹扩展是渐进的和缓慢的，裂纹的亚临界扩展一直达到某一临界尺

5、寸，在剩余的截面不足以承受外载时，往往在无宏观先兆时就突然发生断裂。应力腐蚀的裂纹多起源于表面蚀坑处，而裂纹的扩展常垂直于拉力轴。与疲劳破坏断口不同，应力腐蚀破坏的断口，其颜色灰暗，表面常有腐蚀产物。通过对应力腐蚀开裂的研究发现，应力腐蚀裂纹扩展时常有分枝，应力腐蚀引起的断裂可以是穿晶断裂，也可以是沿晶断裂。如果是穿晶断裂，其断口是解理或准解理的，其裂纹有似人字型或羽毛状的标记。对于识别破坏事故是否是应力腐蚀，一定要综合考虑，不能只根据单一特征，片面的、简单的下图1.材料的搞应力腐蚀特性结论。3

6、应力腐蚀的机理2衡量应力腐蚀抗力指标应力腐蚀问题很复杂，目前还没有一种理论能材料的应力腐蚀开裂强度因子KISCC是材料在腐够完全解释各种应力腐蚀现象。针对船用钢板在海水蚀介质作用下不发生应力腐蚀亚临界扩展的一个临界中的应力腐蚀现象，这里提出闭塞电池理论。收稿日期：2006—12—20作者简介：孙方遒（1968—），男，辽宁葫芦岛人，讲师。82辽宁高职学报第9卷在应力和腐蚀介质的共同作用下，在金属表面仅含微量镍、铜的低碳高铬铁素体不锈钢。（另外，还的缺陷处形成微蚀孔或裂纹源。由于微蚀孔或裂纹源要注

7、意合金成分对金属材料其它性能的影响，对于材的通道非常狭小，孔隙内外溶液不易形成对流和扩料的选择要综合各种因素，总体考查才能得到事半功散，形成闭塞区。由于阳极反应与阴极反应的共存，倍的效果，这里不再一一详述。）2+金属原子变成离子进入溶液的同时（Me→Me+2e），除此之外，还要避免电极电位差别很大（0.25v）电子和溶液中的氧结合形成氢氧根离子（0.5O2+H2O+金属材料相互接触，当必须把不同的金属材料装配在2e→2OH）。但在闭塞区内，氧迅速耗尽，得不到补一起时（如铜和铁），应用不导电的材料

8、与之相隔离。充，最后只能进行阳极反应。缝内金属离子水解产生由于应力腐蚀开裂强度因子KISCC是材料应力腐+2++H离子，使得pH值下降[Me+2H2O→Me(OH)2+2H]，蚀开裂的一个抗力指标，在以提高零件抗应力腐蚀能由于缝内金属离子和氢离子增多，为了维持电中性，力为目的选用材料中，尽可能选用KISCC较高的合金。-缝外的Cl阴离子移动至缝内，形成腐蚀性极强的盐4.2减少或消除零件中的残余拉应力酸，使缝内腐蚀以自催化方式加速进行。在船舶设备加工和制造中，主要是因焊接和冷这一理论充分说明了一些