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《腐蚀与防护-第八章 应力作用下的腐蚀及其防护.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在PPT专区-天天文库。
1、腐蚀的形态及其防护——应力作用下的腐蚀6.应力腐蚀开裂（1）定义指金属材料在固定拉应力和特定腐蚀介质的共同作用下所引起的破裂。（简称SCC）应力当材料在外力作用下不能产生位移时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种形变称为应变（Strain）。材料发生形变时内部产生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力，定义单位面积上的这种反作用力为应力（Stress）应力的来源：外加的、残余的、化学变化、相变化引起的（2）应力腐蚀开裂的条件①敏感材料合金比纯金属更容易发生SCC，纯金属极少发生②拉伸应力只有拉应力才引起SCC，压应力反而
2、会阻止或延缓SCC的发生。③特定的腐蚀介质一定的材料对应于一定的腐蚀介质金属或合金腐蚀介质软钢碳钢和低合金钢奥氏体不锈钢铜和铜合金镍和镍合金蒙乃尔合金铝合金铅镁NaOH,硝酸盐溶液,(硅酸纳+硝酸钙)溶液42%MgCl2溶液,HCNNaClO溶液,海水,H2S水溶液氯化物溶液,高温高压蒸馏水氨蒸气,汞盐溶液,含SO2大气NaOH水溶液,HF酸,氟硅酸溶液熔融NaCl,NaCl水溶液,海水,水蒸气,含SO2大气Pb(AC)2溶液海洋大气,蒸馏水,KCl-KCrO4溶液产生应力腐蚀破裂的材料-介质组合（3）应力腐蚀开裂的特征
3、断口特征宏观：属于脆性断裂。宏观上和拉伸力垂直，有亚稳扩展区，最后瞬断区（与疲劳裂纹相似）；断口呈黑色或灰色。微观：显微裂纹呈枯树枝状；腐蚀坑；其形态有晶间型，穿晶型，混合型。从电化学角度看，SCC在一定的临界电位范围内产生，一般发生在钝化-活化过渡区或钝化-过钝化区SCC有孕育期，因此SCC的破断时间tf可分为孕育期，发展期和快断期三部分发生SCC的合金表面往往存在钝化膜或其它保护膜，在大多数情况下合金发生SCC时均匀腐蚀速度很小，因此金属失重甚微（4）案例1982年9月17日，一架日航DC-8喷气客机在上海虹桥机场着
4、陆时，突然冲出跑道，对飞机＆旅客造成了极大的伤害。事故原因是飞机刹车系统的高压气瓶晶间应力腐蚀爆炸，导致刹车失灵（5）应力腐蚀开裂的过程金属表面生成的保护膜在拉应力作用下，产生局部腐蚀，产生点蚀或缝隙腐蚀，点蚀或缝隙腐蚀一方面向纵深发展，一方面由于拉应力作用使缝隙两端的膜反复破裂，腐蚀沿着与拉应力垂直的方向前进，造成裂缝，严重时发生断裂。（6）应力腐蚀开裂的机理阳极溶解机理：应力腐蚀裂纹的形成与扩展是阳极通道的形成与其延伸的过程。膜破裂、溶解、断裂三个阶段氢脆机理：阴极析氢反应在金属表面形成的吸附氢原子渗入内部引起氢脆，
5、导致应力腐蚀。目前尚未有统一的理论滑移——溶解理论（钝化膜破坏理论）a）应力作用下，滑移台阶露头且钝化膜破裂（在表面或裂纹面） b）电化学腐蚀（有钝化膜的金属为阴极，新鲜金属为阳极）； c）应力集中，使阳极电极电位降低，加大腐蚀； d）若应力集中始终存在，则微电池反应不断进行，钝化膜不能恢复。则裂纹逐步向纵深扩展。 （该理论只能很好地解释沿晶断裂的应力腐蚀）（7）合金耐SCC性能的评定①SCC试样光滑试样、带缺口试样、预裂纹试样②SCC加载试验恒应变试验恒载荷试验破裂速度试样延伸比率裂纹深度暴露时间拉伸载荷下应力腐蚀破裂
6、扩展速度与裂纹深度的关系恒载荷应力腐蚀破裂试验中试样延伸率与时间的关系破裂破裂施加应力（1000磅/厘米2）807060504030201000.11101001000型号310314型号305309316347347-2型号3043041断裂时间（小时）工业不锈钢耐应力腐蚀破裂性能之比根据（Denhard）403020101351030501003005001000外应加力（公斤/毫米2）破裂时间（小时）各种Cr-Ni奥氏体不锈钢在沸腾的45%MgCl2溶液中的应力-断裂时间曲线OOOO18-831616Cr/12Ni
7、310Mo18Cr/20Ni/Mo/Cu31020Cr/30Ni/Mo/Cu31420Cr/34NiOO18-12-2Cu-3Si（8）SCC的影响因素力学因素（1）应力使材料发生形变，而形变使表面膜破裂。应力与环境腐蚀的相互促进，才使得材料在很弱的腐蚀性介质中发生破坏（2）临界应力和临界应力强度因子低于某个临界值th时，材料不发生破裂，th称为SCC临界应力。腐蚀因素（1）SCC对环境有选择性（2）氧化剂的存在有决定性作用（3）温度有着重要的影响。一般来说，温度升高，材料发生SCC的倾向增大。（4）干湿交替环境使
8、有害离子浓缩，SCC更容易发生。氧PPM10001001010。10。010。11101001000氯化物PPM破裂不破裂数字为试样数目根据（LeeWilliams）3322224222222333111125111碱-磷盐处理的锅炉水中氯化物和氧含量对奥氏体不锈钢应力腐蚀破裂的影响温度OF4003002001000
