當應力與腐蝕同時作用時，可以加速金屬的破壞。在最簡單的情況下，這兩個因素的破壞作用只是簡單疊加。如果是均勻腐蝕，則面積逐漸減小，使真實應力逐漸增加，最終達到材料的斷裂強度而斷裂；如果是晶間腐蝕，則晶間的結合力將會降低，外加的應力使腐蝕介質更容易沿晶界進行進一步的破壞，最終使殘余的晶間結合力不能承受外加應力而致斷裂。當應力不存在時，腐蝕甚微，施加應力并經過一段時間后，金屬會在腐蝕并不嚴重的情況下發生脆斷。這種應力腐蝕(shi)斷裂有如下五個共同特征。


一、力學(xue)特(te)征


1. 具備拉(la)應力


 一般應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕都在拉應(ying)力(li)(li)(li)下(xia)才發生，而在壓應(ying)力(li)(li)(li)下(xia)不(bu)發生應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕,這(zhe)種拉伸(shen)應(ying)力(li)(li)(li)可以是(shi)工(gong)作(zuo)狀態下(xia)材料(liao)承(cheng)受外加載荷造(zao)成的工(gong)作(zuo)應(ying)力(li)(li)(li)；也可以是(shi)在生產、制(zhi)造(zao)、加工(gong)和(he)安(an)裝過程(cheng)中在材料(liao)內部形(xing)成的熱應(ying)力(li)(li)(li)、形(xing)變(bian)應(ying)力(li)(li)(li)等殘余應(ying)力(li)(li)(li)；還(huan)可以是(shi)由(you)裂紋內腐(fu)蝕產物的體積效應(ying)造(zao)成的楔(xie)入作(zuo)用或(huo)是(shi)陰極(ji)反應(ying)形(xing)成的氫(qing)產生的應(ying)力(li)(li)(li)。


2. 存在臨界(jie)應力


 合(he)金(jin)所承(cheng)受的(de)應(ying)力(li)(li)(li)(li)越小(xiao)，斷裂(lie)時間(jian)越長，當應(ying)力(li)(li)(li)(li)小(xiao)于某一(yi)臨界值(zhi)后(hou)，此應(ying)力(li)(li)(li)(li)成為臨界應(ying)力(li)(li)(li)(li)。在大(da)多數的(de)材料(liao)-環境體(ti)系(xi)中，存在一(yi)個(ge)臨界應(ying)力(li)(li)(li)(li)，當應(ying)力(li)(li)(li)(li)低于該臨界值(zhi)時，則不(bu)產生SCC.



二(er)、環境特性


1. 腐蝕介質的(de)特性


  只有在(zai)特定(ding)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕介(jie)質中含有某些(xie)對發生應(ying)力(li)腐(fu)蝕有特效(xiao)作用的(de)(de)(de)離子、分子時才會發生應(ying)力(li)腐(fu)蝕。這(zhe)種特定(ding)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕劑并(bing)不一定(ding)要大量(liang)存在(zai)，而且往往濃度很(hen)低。表1.5列出(chu)了一些(xie)金屬和(he)合金發生應(ying)力(li)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)特定(ding)介(jie)質。





2. 溶液的濃度


 值得(de)指出的是，即使有時整體濃度是很低的，但是由于局部(bu)(bu)位置上的濃縮作用(yong)，使該處極易產生局部(bu)(bu)腐蝕。


3. 具有(you)一定的電位(wei)范圍


  從電化學的(de)角(jiao)度來(lai)看(kan)，材(cai)料與(yu)特(te)定介(jie)質的(de)偶(ou)合導致(zhi)應(ying)力腐蝕的(de)條(tiao)件是(shi)它(ta)發生在一定的(de)電位(wei)范(fan)圍內，一般是(shi)發生在鈍(dun)(dun)化-活化的(de)過渡(du)區(qu)或鈍(dun)(dun)化-過鈍(dun)(dun)化區(qu)。



三(san)、冶(ye)金學特(te)性


 1. 不(bu)同(tong)的化學(xue)成(cheng)分和純度具有不(bu)同(tong)應力腐(fu)蝕(shi)敏感性


  純(chun)金屬一度被認(ren)為不發(fa)(fa)(fa)生(sheng)應力腐蝕(shi),但是通過(guo)實驗發(fa)(fa)(fa)現，純(chun)度高(gao)達99.999%的(de)銅及(ji)99.99%的(de)鐵在一定條件(jian)下也(ye)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)了(le)晶間應力腐蝕(shi)開(kai)裂，因此(ci)，認(ren)為合金比純(chun)金屬更易產生(sheng)應力腐蝕(shi)是恰(qia)當的(de)。


 2. 不同(tong)組織具有不同(tong)的應(ying)力腐蝕敏感性


 金屬晶(jing)(jing)(jing)體(ti)結構的(de)差異也影(ying)響到材料(liao)的(de)耐蝕(shi)性，體(ti)心立(li)方(fang)晶(jing)(jing)(jing)格(ge)（鐵素(su)體(ti)和(he)馬(ma)氏體(ti)）比(bi)面心立(li)方(fang)晶(jing)(jing)(jing)格(ge)（奧氏體(ti)）更耐應(ying)力(li)腐蝕(shi)。一(yi)般說來，粗晶(jing)(jing)(jing)粒(li)比(bi)細晶(jing)(jing)(jing)粒(li)對應(ying)力(li)腐蝕(shi)更為(wei)敏(min)感。晶(jing)(jing)(jing)格(ge)缺陷，如晶(jing)(jing)(jing)界(jie)、亞晶(jing)(jing)(jing)界(jie)、露頭的(de)位錯群等，對應(ying)力(li)腐蝕(shi)破裂(lie)敏(min)感，將優先溶解，常(chang)常(chang)成為(wei)應(ying)力(li)腐蝕(shi)破裂(lie)發生的(de)裂(lie)縫源(yuan)。



四、應力腐蝕裂紋擴(kuo)展速(su)率


 金屬在(zai)無裂紋(wen)(wen)(wen)(wen)、無蝕(shi)坑或(huo)缺陷(xian)的(de)(de)情(qing)況下，應力(li)腐蝕(shi)過程(cheng)可分為三個階(jie)(jie)段(duan)：裂紋(wen)(wen)(wen)(wen)萌(meng)(meng)生階(jie)(jie)段(duan)，即(ji)由于腐蝕(shi)引起裂紋(wen)(wen)(wen)(wen)或(huo)蝕(shi)坑的(de)(de)階(jie)(jie)段(duan)；裂紋(wen)(wen)(wen)(wen)擴(kuo)展階(jie)(jie)段(duan)，即(ji)由裂紋(wen)(wen)(wen)(wen)源或(huo)蝕(shi)坑開始到達(da)極限應力(li)值(zhi)為止的(de)(de)這一(yi)階(jie)(jie)段(duan)；失穩斷裂階(jie)(jie)段(duan)。裂紋(wen)(wen)(wen)(wen)萌(meng)(meng)生階(jie)(jie)段(duan)的(de)(de)長短(duan)取決于合金的(de)(de)性能、環境(jing)的(de)(de)特性和應力(li)的(de)(de)大小，這一(yi)時期短(duan)的(de)(de)僅幾(ji)(ji)分鐘，長的(de)(de)可達(da)幾(ji)(ji)年(nian)、十幾(ji)(ji)年(nian)或(huo)幾(ji)(ji)十年(nian)，裂紋(wen)(wen)(wen)(wen)萌(meng)(meng)生期是服(fu)役(yi)壽命(ming)的(de)(de)主要部分。



五、應(ying)力腐蝕(shi)形態(tai)特征


1. 應力腐(fu)蝕的宏觀形態特征


  即使具有很高延性(xing)(xing)的(de)金屬(shu)，其應力腐蝕仍具有完全脆性(xing)(xing)的(de)外觀(guan)。應力腐蝕都(dou)呈脆性(xing)(xing)斷(duan)裂(lie)，應力腐蝕的(de)宏(hong)觀(guan)斷(duan)口常有放射花(hua)樣(yang)或人字紋(wen)。


2. 應力腐蝕的微(wei)觀形態(tai)特征


  應力腐(fu)蝕斷口的(de)微(wei)觀特征比較復雜，它(ta)與(yu)鋼(gang)(gang)的(de)成分(fen)、熱處(chu)理、環境(jing)(jing)條件、應力狀態、晶(jing)(jing)體結(jie)構以(yi)及力學(xue)性能等有(you)(you)關。金屬材料發(fa)(fa)生應力腐(fu)蝕時(shi)，僅在局部地區(qu)出現(xian)(xian)由(you)表及里的(de)腐(fu)蝕裂(lie)紋，其(qi)裂(lie)紋形態主(zhu)要(yao)有(you)(you)穿(chuan)晶(jing)(jing)型(xing)(xing)、晶(jing)(jing)界型(xing)(xing)和混(hun)合(he)(he)(he)型(xing)(xing)三種。不同的(de)金屬－環境(jing)(jing)體系，將出現(xian)(xian)不同的(de)裂(lie)紋形態。例如，軟(ruan)鋼(gang)(gang)、銅(tong)合(he)(he)(he)金、鎳合(he)(he)(he)金多(duo)半(ban)顯晶(jing)(jing)界型(xing)(xing)，奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)多(duo)半(ban)顯穿(chuan)晶(jing)(jing)型(xing)(xing)，而鈦合(he)(he)(he)金多(duo)半(ban)顯混(hun)合(he)(he)(he)型(xing)(xing)。不論表現(xian)(xian)形式如何(he)，裂(lie)紋的(de)共同特點(dian)是(shi)在主(zhu)干裂(lie)紋延(yan)伸的(de)同時(shi)還有(you)(you)若(ruo)干分(fen)支同時(shi)發(fa)(fa)展，裂(lie)紋出在與(yu)最大應力垂直的(de)平面(mian)上，其(qi)破裂(lie)斷口顯現(xian)(xian)出脆(cui)性斷裂(lie)的(de)特征。