凡是應力和腐蝕介質共同作用引起的斷裂,稱為應力腐蝕破壞。一般所說的應力腐蝕是一種較為復雜的現象。當應力不存在時,腐蝕十分微小;而施加應力經過一段時間后,金屬會在腐蝕并不嚴重的情況下發生脆斷。這類應力腐蝕斷裂(lie)有如下三個共同特征。
①. 應(ying)力必須是(shi)拉伸(shen)的(de),拉伸(shen)應(ying)力愈大,則斷裂時間(jian)愈短。
②. 腐蝕介質是特定的,只有某些金屬與介質的組合才會產生應力腐蝕斷裂,例如,黃銅的氨脆、鍋爐鋼的堿脆、低碳鋼的硝脆、高強度鋼的氫脆、奧氏體不銹鋼管(guan)的氯脆等。使不銹鋼產生應力腐蝕的介質和金屬的組合例子,列于表3-9。

③. 斷(duan)裂速(su)度(0.001~0.3cm/h)遠(yuan)大于沒有應力(li)時(shi)的(de)(de)腐蝕破壞速(su)度,但又小于單(dan)純(chun)的(de)(de)力(li)學斷(duan)裂速(su)度,斷(duan)口屬(shu)于脆斷(duan)型。
應力(li)腐蝕(shi)裂(lie)紋是在奧(ao)氏體不銹鋼管(guan)中,在焊接部分等(deng)的(de)殘余(yu)應力(li)和特定(ding)的(de)腐蝕(shi)條件下(xia)發(fa)生的(de)應力(li)腐蝕(shi)裂(lie)紋(SCC)。
奧氏(shi)體型(xing)不(bu)銹鋼雖(sui)然(ran)具有(you)優越的耐腐(fu)蝕(shi)性,但是(shi),在特(te)定的腐(fu)蝕(shi)條件下,易發(fa)(fa)生(sheng)應力(li)腐(fu)蝕(shi)裂(lie)紋(SCC)。應力(li)腐(fu)蝕(shi)裂(lie)紋是(shi)由拉(la)伸應力(li)和腐(fu)蝕(shi)兩種因素共(gong)同(tong)作用而引起的斷裂(lie)狀(zhuang)腐(fu)蝕(shi)。一般情況(kuang)是(shi)在含有(you)氯離子(Cl-)的環境中,處于拉(la)伸應力(li)狀(zhuang)態下發(fa)(fa)生(sheng)的。
圖3-7顯示的(de)是一個熱(re)交(jiao)換器(qi)用(yong)不(bu)銹鋼管,發生的(de)應力腐(fu)蝕開裂(lie)的(de)實例。

不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)狀態(tai)(tai)分(fen)為(wei)活性(xing)狀態(tai)(tai)、活化(hua)(hua)(hua)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)狀態(tai)(tai)、鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)狀態(tai)(tai)及過鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)狀態(tai)(tai)四種,參(can)看圖1-5不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)極化(hua)(hua)(hua)曲線。應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)裂(lie)紋(wen)(wen)發生(sheng)(sheng)(sheng)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)活性(xing)狀態(tai)(tai)、活性(xing)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)狀態(tai)(tai)及過鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)狀態(tai)(tai)三(san)種情況下(xia),尤其是在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)中(zhong)性(xing)(介(jie)質)附近的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)狀態(tai)(tai)中(zhong),引起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)比較(jiao)多。在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)活性(xing)態(tai)(tai)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)裂(lie)紋(wen)(wen)是不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)表(biao)面(mian)(mian)(mian)腐(fu)(fu)蝕(shi)。在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)造成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)局部破壞部位上(shang),陽極溶解快速(su)進(jin)行成為(wei)裂(lie)紋(wen)(wen)狀,當(dang)有(you)氯離(li)子(Cl-)存(cun)(cun)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)時,才會促進(jin)陽極溶解。在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)中(zhong)性(xing)附近的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)中(zhong),在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)表(biao)面(mian)(mian)(mian)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)薄膜(mo)(mo)發生(sheng)(sheng)(sheng)嚴重(zhong)破壞時,應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)裂(lie)紋(wen)(wen)反而不(bu)(bu)(bu)發生(sheng)(sheng)(sheng),只有(you)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)氯離(li)子(Cl-)存(cun)(cun)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)薄膜(mo)(mo)被破壞,進(jin)行局部的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)陽極溶解,由(you)于應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)存(cun)(cun)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)使(shi)之發生(sheng)(sheng)(sheng)并傳播,就會產生(sheng)(sheng)(sheng)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)裂(lie)紋(wen)(wen)。斷(duan)裂(lie)是在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)垂(chui)直角方(fang)向上(shang)發生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),一般是邊(bian)產生(sheng)(sheng)(sheng)邊(bian)發展。作為(wei)使(shi)用環境來(lai)講,幾乎全部是發生(sheng)(sheng)(sheng)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)所有(you)氯離(li)子(Cl-)環境中(zhong)。其他如(ru)高濃度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)堿或酸也會引起應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)裂(lie)紋(wen)(wen)。表(biao)3-9列出了幾種不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)系列產生(sheng)(sheng)(sheng)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)介(jie)質。
不銹鋼管只(zhi)有(you)在鈍(dun)化(hua)狀態下才是耐腐蝕的,它有(you)最小的腐蝕電流,腐蝕速度很(hen)小。
溫(wen)度(du)對其影響(xiang)很大,溫(wen)度(du)越(yue)高(gao)則應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)裂紋(wen)越(yue)容易發生。在實際環境中,在70℃以(yi)下的應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)裂紋(wen)的實例幾乎沒有,如圖3-8所示。這里所說的應(ying)(ying)力(li)(li)(li),包括操作時(shi)的動作應(ying)(ying)力(li)(li)(li)、熱應(ying)(ying)力(li)(li)(li)、裝置的約束(shu)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)、冷加工(gong)以(yi)及(ji)焊(han)接時(shi)的殘余應(ying)(ying)力(li)(li)(li)等。減少和(he)防止應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)裂紋(wen)的對策列于表(biao)3-10。


