第七章 应力作用下的腐蚀总结ppt课件.ppt

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1、第七章应力作用下的腐蚀处在腐蚀性溶液或气氛下的许多工程材料，常常在机械应力和腐蚀介质共同作用下，在远低于屈服强度或抗拉强度的条件下发生突然的、没有预兆的腐蚀破坏。机械应力状态拉伸应力交变应力摩擦力振动力不同状态的力与介质作用造成的腐蚀形态也各有特点。金属构件的腐蚀-机械破坏可分为应力腐蚀破裂、腐蚀疲劳、腐蚀磨损、氢致开裂等。在这些腐蚀破坏中，最主要的是应力腐蚀破裂。第一节应力腐蚀破裂应力腐蚀破裂是指材料在固定拉应力和腐蚀介质的共同作用下产生的破裂。所谓固定，是指方向一定的拉应力，但是大小可以变化。腐蚀和应力是相互促进，不是简单叠加，两者缺一不可。应力腐蚀破裂

2、简称应力腐蚀，国外称之为SCC(StressCorrosionCracking的缩写)。一、应力腐蚀破裂特征（1）产生应力腐蚀破裂必须同时具备下列三项条件：特定的合金成分结构，足够大的拉应力以及特定的腐蚀介质。即对于某一特定材料而言，不存在应力时，单纯的腐蚀作用不会产生这类腐蚀，单纯的应力作用也不会产生这类腐蚀。（2）特定金属及合金只有在特定的环境中产生应力腐蚀破裂，其中起主要作用的是阴离子、络合离子。例：奥氏体不锈钢在氯化物溶液中，碳钢和低合金钢在wMgCl42%溶液中，铜合金在含氨的蒸汽中都可能产生破裂。（3）只有拉应力能引起应力腐蚀破裂，拉应力越大，断

3、裂时间越短。压应力不发生应力腐蚀。宏观上破裂方向与拉应力垂直，拉应力包括工作应力、残余应力以及腐蚀产物的楔入应力等。合金环境低碳钢NaOH水溶液，NaOH低合金钢NO3-水溶液，HCN水溶液，H2S水溶液，Na2PO4水溶液，醋酸水溶液，NH4CNS水溶液，氨（wH2O<0.2%）,碳酸盐和重碳酸盐溶液，湿的CO-CO2-空气，海洋大气，工业大气，浓硝酸，硝酸和硫酸混合物高强度钢蒸馏水，湿大气，H2S，Cl-奥氏体不锈钢Cl-，海水，二氯乙烷，湿的氯化镁绝缘物，F-,Br-,NaOH-H2S水溶液，NaCl-H2O2水溶液，连多硫酸（H2SO4，n=2～5）

4、,高温高压含氧高纯水，H2S，含氯化物的冷凝水气铜合金：Cu-Zn,Cu-Zn-SnCu-Zn-Ni,Cu-SnCu-Sn-P,Cu-ZnCu-P,Cu-AsCu-Sb,Cu-AuNH3气及溶液浓NH4OH溶液，空气胺含NH3湿大气NH4OH，FeCl3，HNO3溶液铝合金；Al-Cu-Mg,Al-CuAl-Mg-Zn,Al-MgAl-Cu-Mg-MnAl-Zn-Mg-Mn(Cu)海水NaCl,NaCl-H2O2溶液NaCl,NaCl-H2O2溶液，KCl，MgCl溶液NaCl+H2O2，NaCl溶液，空气，海水，CaCl2，NH4Cl，CoCl™溶液镁合金

5、Mg-AlMg-Al-Zn-MnHNO3，NaOH，HF溶液，蒸馏水NaCl+H2O2溶液，海滨大气，NaCl-K2CrO4溶液，水，SO2-CO2-湿空气钛及钛合金红烟硝酸，N2O4，HCl，Cl-水溶液，固体氯化物（＞2900C），海水，CCl4，甲醇、甲醇蒸气，三氯乙烯，有机酸常用合金易产生应力腐蚀破裂的环境(4)材料和环境的交互作用反映在电位上，一般认为，应力腐蚀破裂有三个易产生破裂的区间。三个电位过渡区都是钝化膜不稳定的区域，在应力与腐蚀介质中易诱发应力腐蚀。活化-阴极保护过渡区（区域1）活化-钝化电位过渡区（区域2）钝化-过钝化电位区（区域3）在

6、区域1:wNi20%不锈钢在8mol/l沸腾H2SO4中；18Cr-9Ni不锈钢在225℃、wNaOH20%溶液中发生破裂；在区域2：普碳钢在8mol/LNaOH溶液中发生应力破裂；Incoloy600合金的破裂电位处在区域3。（5）发生应力腐蚀破裂的主要是合金，纯金属不发生，即使合金元素非常微量也能引起开裂。（6）应力腐蚀破裂通常有一个或长或短的潜伏期，可能在很短的时期内，也可能在几年或更长时间内发生脆断，故也称为滞后断裂，破裂过程一般分三个阶段：如wFe99.9%中，当有wC0.04%时，在硝酸中就能引起破裂。wCu99.9%中含有wP0.04%时，在含

7、氨介质中就发生破裂。第一阶段为裂纹的孕育期第二阶段为裂纹扩展期第三阶段为裂纹失稳的纯力学的扩展期（7）应力腐蚀破裂断口呈现脆性断裂形貌。裂缝形态有：晶间型、穿晶型和混合型。穿晶型指裂纹穿越晶粒而延伸；晶间型裂纹沿晶界而延伸；混合型裂纹既有穿越晶粒又有沿晶界而发展的。不论表面形式如何，裂纹的共同特点是主干裂纹延伸的同时，还有若干分支同时扩展。不锈钢应力腐蚀裂纹形貌晶间型裂纹穿晶型裂纹不锈钢应力腐蚀裂纹形貌二、应力腐蚀破裂的机理电化学快速溶解理论金属表面形成不连续的薄弱点的保护膜薄弱点是活性点在应力作用下被破坏，暴露出新鲜表面形成电池：阳极（新鲜表面）阴极（完整

8、表面膜）阳极电流密度很大被腐蚀成沟状裂纹裂纹继续发展