应力所用下的腐蚀ppt课件.ppt

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1、第七章应力所用下的腐蚀应力腐蚀应力腐蚀是应力和环境腐蚀的联合作用造成的金属破坏。在固定(静止)应力情况，称为应力腐蚀破裂(或应力腐蚀开裂)，记为SCC；在循环应力情况，称为腐蚀疲劳，记为CF。应力腐蚀的特征(1)造成应力腐蚀破坏的是静应力，远低于材料的屈服强度，而且一般是拉伸应力(近年来，也发现在不锈钢中可以有压应力引起)。这个应力可以是外加应力，也可以是焊接、冷加工或热处理产生的残留拉应力。(2)应力腐蚀造成的破坏，是脆性断裂，没有明显的塑性变形。(3)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。金属或合金腐蚀介质软钢碳钢和低合金钢奥氏体不

2、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,HCN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-K2CrO4溶液产生应力腐蚀破裂的材料-介质组合（4)发生SCC的合金表面往往存在钝化膜或其他保护膜，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。(5)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

3、期三部分。应力腐蚀的裂纹扩展速率一般在10-9-10-6m/s。(6)应力腐蚀的裂纹多起源于表面蚀坑处，而裂纹的传播途径常垂直于拉力轴。(7)应力腐蚀破坏的断口，其颜色灰暗，表面常有腐蚀产物，而疲劳断口的表面，如果是新鲜断口常常较光滑，有光泽。(8)应力腐蚀的主裂纹扩展时常有分枝。但不要形成绝对化的概念，应力腐蚀裂纹并不总是分枝的。(9)应力腐蚀引起的断裂可以是穿晶断裂，也可以是晶间断裂。如果是穿晶断裂，其断口是解理或准解理的，其裂纹有似人字形或羽毛状的标记。合金耐SCC性能的评定恒应变试验恒载荷试验SCC的影响因素●●力学因素（1）应力使材料发生形变，而形

4、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（2米厘/磅1000）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的比（沸腾42%Mgcl2试验）根据（Denhard）403020101351030501003005001

5、000外应加力（2米毫/斤公）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（根据森田）OOOO18-831616Cr/12Ni310Mo18Cr/20Ni/Mo/Cu31020Cr/30Ni/Mo/Cu31420Cr/34NiOO18-12-2Cu-3Si低于某个临界值th时，材料不发生破裂，th称为SCC临界应力。th愈大，材料耐SCC性能愈好。●●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

6、使有害离子浓缩，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OF400300200100020406080100120产生破裂所需要的时间（小时）温度对破裂诱发时间的影响，316及347型不锈钢在含875ppmNacl的水中（根据Fontant等）347型316型●●冶金因素合金的化学成分、热处理、组织结构、加工状态对其SCC敏感性

7、都有影响。对于奥氏体不锈钢在氯化物溶液中的SCC来说，提高Ni含量，加入硅、铜，有利于提高抗SCC性能。增加碳含量也有利于提高耐SCC性能，但含碳量大则容易产生晶间性SCC。拉应力（2米厘/磅0001）403020100510152025303540铁素体（体积%）铁素体含量对几种铸态不锈合金发生应力腐蚀破裂所需应力的影响图中也画出了铁素体含量为零的304和316型试验方法：试样没泡在温度400OF，含875ppm氯化物的冷凝水液中，8小时。（根据Fontant等）304型316型CF-3CF-8CF-8M破裂时间（小时）100010010102040608

8、0oooooooooooo破裂不破裂商品系O30天内