應力腐蝕開裂
| 應力腐蝕開裂 |
材料或零件在應力和腐蝕環境的共同作用下引起的開裂稱為應力腐蝕開裂，這是應力與腐蝕聯合作用的結果。如果只有一個方面，應力或者介質的作用，破壞不會發生，但當二者聯合作用時，卻能很快發生開裂。因此，發生應力腐蝕時，應力是很低的，介質的腐蝕性也是很弱的，也正由於此，應力腐蝕經常受到忽視，導致「意外」事故不斷發生。
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簡介
應力腐蝕開裂具有脆性斷口形貌，但它也可能發生於韌性高的材料中。發生應力腐蝕開裂的必要條件是要有拉應力（不論是殘餘應力還是外加應力，或者兩者兼而有之）和特定的腐蝕介質存在。裂紋的形成和擴展大致與拉應力方向垂直。這個導致應力腐蝕開裂的應力值，要比沒有腐蝕介質存在時材料斷裂所需要的應力值小得多。在微觀上，穿過晶粒的裂紋稱為穿晶裂紋，而沿晶界擴展的裂紋稱為沿晶裂紋，當應力腐蝕開裂擴展至其一深度時（此處，承受載荷的材料斷面上的應力達到它在空氣中的斷裂應力），則材料就按正常的裂紋（在韌性材料中，通常是通過顯微缺陷的聚合）而斷開。因此，由於應力腐蝕開裂而失效的零件的斷面，將包含有應力腐蝕開裂的特徵區域以及與已微缺陷的聚合相聯繫的「韌窩」區域。
評價
晶粒間界是結晶學取向不同的晶粒間紊亂錯合的界城，因而，它們是鋼中各種溶質元素偏析或金屬化合物（如碳化物和δ相）沉澱析出的有利區城。因此，在某些腐蝕介質中，晶粒間界可能先行被腐蝕乃是不足為奇的。這種類型的腐蝕被稱為晶間腐蝕，大多數的金屬和合金在特定的腐蝕介質中都可能呈現晶間腐蝕。是局部腐蝕的一種形式，它可能發全於溶液停滯的縫隙之中或屏蔽的表面內。這樣的縫隙可以在金屬與金屬或金屬與非金屬的接合處形成，例如，在與鉚釘、螺栓、墊片、閥座、鬆動的表面沉積物以及海生物相接燭之處形成是用來描述在整個合金表面上以比較均勺的方式所發生的腐蝕現象的術語。當發生全面腐蝕時，材料由於腐蝕而逐漸變薄，甚至材料腐蝕失效。不鏽鋼在強酸和強鹼中可能呈現全面腐蝕。全面腐蝕所引起的失效問題並不怎麼令人擔心，因為，這種腐蝕通常可以通過簡單的浸泡試驗或查閱腐蝕方面的文獻資料而預測它這是因為光滑試樣的破壞包括了裂紋形成和裂紋擴展兩個過程。而裂紋的形成受表面光潔度、表面氧化膜等因素的影響很大，使得到的試驗數據分散，有時甚至給人以假象。例如美國海軍實驗室曾對高強度鈦合金Ti-8A1-1Mo-1 V進行應力腐蝕性能研究。當用光滑試樣在3.5%NaCl水溶液中進行應力腐蝕試驗時，由於表面有一層緻密的氧化膜，裂紋很難形成，斷裂時間很長，以致人們認為這種合金將是潛艇殼體的新一代材料。可是當改用帶裂紋的試樣試驗時，則在很短的時間內就斷裂了。可見這種材料對3.5%NaCl水溶液實際上是很敏感的。[1]