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发表于 2007-2-18 11:41:10
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来自: 中国山东临沂
应力腐蚀是指金属或合金在腐蚀介质和拉应力的协同作用下引起金属或合金的破裂现象。
/ _. [: c7 P& m. V2 l, Z应力腐蚀的特征是形成腐蚀———机械裂纹,这种裂纹不仅可以沿着晶间发展,而且也可以穿过晶粒。由于裂纹向金属内部发展,使金属或合金结构的强度大大降低,严重时能使金属设备突然损坏。如果该设备是在高压条件下工作,将引起严重的爆炸事故。微裂纹一旦形成,其扩展速度很快,且在破坏前没有明显的预兆,所以,应力腐蚀是所有腐蚀类型中破坏性和危害性最大的一种。
- C# n1 }% G1 Y1 x7 A( A6 v7 }工程上常用的材料,如不锈钢、铜合金、碳钢和低合金高强度钢等,在特定介质中都可能产生应力腐蚀,依据腐蚀条件,可使材料结构在几分钟或几年内破坏。常见的应力腐蚀的例子有:蒸气锅炉钢的“碱脆”,黄铜的“季裂”,高强度铝合金的晶间腐蚀破裂,不锈钢的应力腐蚀开裂等。
( }! Q9 T7 p" H: R" l, I1 i8 P- \应力腐蚀有如下几个特征:
8 g! Q# E6 J$ k p2 U3 L' c8 g1 ?1.必须有应力,特别是拉应力分量的存在。拉伸应力愈大,则断裂所需的时间越短。断裂所需应力一般都低于材料的屈服强度。3 D( a( j, R$ Z" f' u
2.腐蚀介质是特定的,金属材料也是特定的,即只有某些金属与特定介质的组合,才会发生应力腐蚀破裂。
; X5 w8 K6 G# v+ f3.断裂速度约为10(-3)cm/h~10(-1)cm/h 数量级的范围内,远大于没有应力时的腐蚀速度,又远小于单纯的力学因素引起的断裂速度,断口一般为脆性断裂性。# ?' F% P, ?+ D W/ g, R
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晶间腐蚀是一种常见的局部腐蚀。腐蚀沿着金属或合金的晶粒边界或它的临近区域进行,而晶粒本身腐蚀很轻微,这种腐蚀现象称为晶间腐蚀。
- S4 c, V1 ]* O* \- P晶间腐蚀使晶粒间的结合力大大消弱,降低材料的强度,严重时可使材料的机械强度完全丧失。这是一种危害性很大的局部腐蚀,因为材料产生腐蚀后,外观上没有什么明显变化,但强度已完全丧失,常造成设备的突然损坏。不锈钢、镍基合金、铝合金、镁合金等都是晶间腐蚀的敏感材料。这些材料在高温条件下工作或焊接时都会引起晶间腐蚀。以晶间腐蚀为起源,在应力和介质的双重作用下,可使不锈钢、铝合金等诱发晶间应力腐蚀,所以,晶间腐蚀有时是应力腐蚀的先导。
+ h/ @: A. U! ]' y+ ^% q产生晶间腐蚀的原因是晶界物质的物理化学状态与晶界本身不同,因晶界能量高,刃型位错和空位聚集于晶界,溶质原子、杂质原子也容易在晶界偏析,产生晶界吸附,因而使晶界原子排列混乱且疏松。其次,晶界是新相形成的最佳场所,新相的形成往往造成某种或几种合金元素的贫化,使晶界区的耐蚀性下降。另外,有时新相本身就容易腐蚀,或新相在晶界的析出造成晶界的内应力较大。由于上述的物理化学特征,造成晶粒和晶界在电化学上的不均匀性,如晶粒和晶界的平衡电位不同,极化性能(包括阳极和阴极的)不同,晶粒和晶界的这些差异,就使得晶粒和晶界具有不同的腐蚀速度。 |
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