腐蚀学原理--第七章-应力作用下的腐蚀分析讲解学习.ppt

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1、腐蚀学原理--第七章-应力作用下的腐蚀分析拉伸应力可能来源。(1)合金零件、部件、构件在冷加工、锻造、焊接、热处理、装配过程中产生的残余应力，据报导，由于残余应力造成的腐蚀断裂故障占应力腐蚀断裂总数的40％。(2)工作时产生的外应力和使用中的载荷等。(3)由于腐蚀产物的体积效应(腐蚀产物的体积往往大于其金属的体积)而造成的不均匀应力。环境因素合金环境低碳钢NaOH水溶液，NaOH低合金钢NO3—水溶液，HCN水溶液，H2S水溶液，Na3PO4水溶液，醋酸水溶液，NH4CNS水溶液，氨(水<0.2％)，碳酸盐和重碳酸盐溶液，湿的CO--CO2—空气，海洋大气，

2、工业大气，浓硝酸，硝酸和硫酸混合酸高强度钢蒸馏水，湿大气，H2S，C1—奥氏体不锈钢C1—，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(H2SnO6，n=2〜5)，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—Sn，Cu—Zn—Ni，Cu-SnCu—Sn—PCu-ZnCu-p，Cu-As，Cu-SbCu—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—Mg—Zn，Al—Zn—Mg—Mn(C

3、u)，Al—Cu—Mg-MnAl—Zn—CuAl—CuAl—Mg海水NaCl，NaCl—H2O2溶液NaCl，NaCl-H2O2溶液，KCl，MgCl溶液NaCl十H2O2，NaCl溶液，空气，海水，CaCl2，NH4Cl，CoCl2溶液镁合金：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(含O2，不含NO，24℃～74℃)，HCl，Cl—水溶液，固体氯化物(>290℃)，海水，CCl4，甲醇，甲醇蒸气，三氯乙烯，有机酸

4、发生应力腐蚀断裂有三个电位区(敏感电位区)，如图7-1所示的区域1、2、3，即活化—阴极保护电位过渡区，活化—钝化电位过渡区，以及钝化—过钝化电位过渡区。应力腐蚀断裂的特征(1)金属在无裂纹，无蚀坑或缺陷的情况下，应力腐蚀断裂过程可分为三个阶段。萌生阶段，即由于腐蚀引起裂纹或蚀坑的阶段，也就是导致应力集中的裂纹源的生核孕育阶段，可称作孕育期(诱导期)。接着为裂纹扩展阶段，即由裂纹源或蚀坑到达到极限应力值(单位面积所能承受最大载荷)为止的这一阶段。最后是失稳断裂阶段。前一阶段受应力影响很小，时间长，约占断裂总时间的90％，后两阶段时间短，为总断裂时间的10％。

5、在有裂纹的情况下，应力腐蚀断裂过程只有裂纹扩展和失稳快速断裂两个阶段。可见，应力腐蚀断裂可能在很短时间内发生，但也可能几年后才发生。(2)金属和合金腐蚀量很微小，腐蚀局限于微小的局部。同时产生应力腐蚀断裂的合金表面往往存在钝化膜或保护膜。(3)裂纹方向宏观上和主拉伸应力的方向垂直，微观上略有偏移。(4)宏观上属于脆性断裂，即使塑性很高的材料也是如此。微观上，在断裂面上仍有塑性流变痕迹。(5)有裂纹分叉现象。断口形貌呈海滩条纹、羽毛状、撕裂岭、扇子形和冰糖块状图像。(6)应力腐蚀裂纹形态有沿晶型、穿晶型和混合型，视具体合金—环境体系而定。例如，铝合金、高强度钢

6、多半是沿晶型的，奥氏体不锈钢多半是穿晶型的，而钛合金为混合型的。即使是同种合金，随着环境、应力大小的改变，裂纹形态也会随之改变。7.1.2应力腐蚀断裂机理应力腐蚀断裂是一个非常复杂的问题，影响因素众多，关于它的机理迄今还没有统一而完整的说法。不仅对不同腐蚀体系观点不一，就是对同一体系见解也不一致。目前提得较多的是阳极溶解理论，滑移—溶解理论，膜破裂理论，氢脆理论及应力吸附理论等等。快速溶解理论金属材料在应力和腐蚀的协同作用下，局部位置产生微裂纹。这种窄纹在形成阶段并非真正“破裂”，而是裂纹的前沿金属产生快速溶解。金属裂纹的外表面(C)是阴极区，进行阴极反应，

7、如：O2+2H2O+4e→4OH-2Cu(NH3)42++H2O+2e→Cu2O+2NH4++2NH3(α—黄铜在氨液中)金属裂纹的外表面(C)是阴极区，进行阴极反应，如：O2+2H2O+4e→4OH-2Cu(NH3)42++H2O+2e→Cu2O+2NH4++2NH3(α—黄铜在氨液中)金属裂纹的外表面(C)是阴极区，进行阴极反应，如：O2+2H2O+4e→4OH-2Cu(NH3)42++H2O+2e→Cu2O+2NH4++2NH3(α—黄铜在氨液中)金属裂纹的外表面(C)是阴极区，进行阴极反应，如：O2+2H2O+4e→4OH-2Cu(NH3)42++H

8、2O+2e→Cu2O+2NH4++2NH3(α—黄铜