不銹鋼的(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)極限(xian)一般界定為在(zai)指定的(de)循(xun)環(huan)次數的(de)強度。腐蝕(shi)(shi)(shi)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)的(de)斷(duan)(duan)(duan)口也由三部分組成(cheng):疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)源、疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)裂(lie)(lie)紋擴展(zhan)區(qu)和瞬(shun)時斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)區(qu)。在(zai)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)裂(lie)(lie)紋擴展(zhan)區(qu)往往覆蓋有腐蝕(shi)(shi)(shi)產物,瞬(shun)時斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)區(qu)與(yu)一般疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)斷(duan)(duan)(duan)口相同。腐蝕(shi)(shi)(shi)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)可劃分為四(si)種形式:
(1)在(zai)腐(fu)(fu)蝕全過程中,金屬處于活(huo)化狀態。腐(fu)(fu)蝕疲勞裂紋往往產(chan)生于蝕孔的(de)底部,斷口粗糙,裂紋上覆蓋有腐(fu)(fu)蝕產(chan)物。
(2)在破裂過程中,金屬處于(yu)鈍化狀態,沒有蝕(shi)孔,只有少數裂紋(wen),這種腐蝕(shi)疲勞難于(yu)與通常的疲勞相(xiang)區別。
(3)腐蝕疲勞處(chu)于不穩定的(de)鈍化狀(zhuang)態,開始時金屬處(chu)于鈍化狀(zhuang)態,經一(yi)定循(xun)環周(zhou)次后,由(you)于位錯移動產生的(de)擠出(chu)型(xing)滑(hua)移臺(tai)階使金屬變為活化狀(zhuang)態。
(4)腐(fu)蝕(shi)疲勞(lao)處于受干擾的鈍化(hua)狀態,如腐(fu)蝕(shi)疲勞(lao)與應(ying)力腐(fu)蝕(shi)破(po)裂(lie)、點蝕(shi)或晶間腐(fu)蝕(shi)疊加(jia)發生。
許多雙相不銹鋼具有良好的抗局部腐蝕性能,因此也有高的腐蝕疲勞抗力。
不銹鋼腐(fu)蝕(shi)疲勞裂紋源的形成機制(zhi)有多種模型(xing):
a. 點蝕形成(cheng)裂(lie)紋(wen)機制
點蝕坑(keng)成為應(ying)力(li)集(ji)中(zhong)的地(di)方,在循(xun)環應(ying)力(li)的作用下,蝕坑(keng)處出現滑(hua)移(yi)臺(tai)階(jie),然(ran)后滑(hua)移(yi)臺(tai)階(jie)優先(xian)溶解,形成裂紋源。
b. 吸附理論
介質中活性離(li)子被金屬表面吸附,在微觀(guan)縫隙處產生(sheng)楔子作用,應力集中,并降(jiang)低金屬結合力,成(cheng)為(wei)疲勞源。
c. 滑(hua)移溶解機制
在(zai)循(xun)環(huan)(huan)應力下,滑(hua)(hua)移(yi)過(guo)程(cheng)出現滑(hua)(hua)移(yi)臺(tai)階,破壞了(le)(le)表(biao)面(mian)(mian)的鈍(dun)化膜而暴露出新(xin)鮮金屬表(biao)面(mian)(mian),新(xin)鮮金屬表(biao)面(mian)(mian)被溶(rong)解(jie)。在(zai)反向滑(hua)(hua)移(yi)時,被溶(rong)解(jie)的表(biao)面(mian)(mian)不能重(zhong)新(xin)閉合。這樣在(zai)循(xun)環(huan)(huan)應力下,滑(hua)(hua)移(yi)臺(tai)階不斷被溶(rong)解(jie),促進了(le)(le)裂紋的萌生。
d. 表面膜破裂(lie)機制
在(zai)循環應力(li)作(zuo)用下,表面膜(mo)破(po)(po)裂,破(po)(po)裂處(chu)成為(wei)微陽極,周圍膜(mo)成為(wei)大(da)陰極,在(zai)介質和應力(li)共(gong)同(tong)作(zuo)用下,膜(mo)破(po)(po)裂處(chu)較(jiao)快(kuai)地溶解(jie)成為(wei)疲勞裂紋核心(xin)。
腐蝕疲勞裂(lie)(lie)(lie)紋的(de)擴(kuo)展主要有兩(liang)種機制(zhi)(zhi):陽(yang)極(ji)(ji)溶(rong)解(jie)和(he)氫(qing)脆。陽(yang)極(ji)(ji)溶(rong)解(jie)和(he)制(zhi)(zhi)認為,機械破(po)裂(lie)(lie)(lie)造成的(de)新(xin)鮮表面在腐蝕環(huan)境中(zhong)(zhong)遭到陽(yang)極(ji)(ji)溶(rong)解(jie),從而增(zeng)(zeng)大裂(lie)(lie)(lie)紋擴(kuo)展速率。氫(qing)脆機制(zhi)(zhi)認為,當氫(qing)進(jin)入(ru)(ru)金屬裂(lie)(lie)(lie)縫尖端(duan)(duan),弱化了(le)金屬鍵,在下一循環(huan)載荷時增(zeng)(zeng)大了(le)裂(lie)(lie)(lie)紋的(de)擴(kuo)展。近年的(de)一些(xie)看(kan)法認為,這是兩(liang)個相互關聯(lian)的(de)過程。陽(yang)極(ji)(ji)溶(rong)解(jie)使(shi)局部(bu)裂(lie)(lie)(lie)紋尖端(duan)(duan)環(huan)境中(zhong)(zhong)的(de)pH降低,從而增(zeng)(zeng)加氫(qing)進(jin)入(ru)(ru)金屬裂(lie)(lie)(lie)紋尖端(duan)(duan)的(de)概率。

