近年來(lái),我國(guó)的基礎(chǔ)建設(shè)事業(yè)蓬勃發(fā)展,更加成熟的新技術(shù)不斷應(yīng)用于新各種項(xiàng)目中。金屬材料是最重要的工程材料之一,在材料使用過(guò)程中,不難發(fā)現(xiàn)應(yīng)力腐蝕在其中扮演著非常重要的角色。
應(yīng)力腐蝕是指材料、機(jī)械零件或構(gòu)件在靜應(yīng)力(主要是拉應(yīng)力)和腐蝕的共同作用下產(chǎn)生的失效現(xiàn)象,一般認(rèn)為有陽(yáng)極溶解和氫致開裂兩種。應(yīng)力腐蝕一般均穿過(guò)晶粒,即所謂穿晶腐蝕,是由殘余或外加應(yīng)力導(dǎo)致的應(yīng)變和腐蝕聯(lián)合作用產(chǎn)生的材料破壞過(guò)程。
發(fā)生機(jī)理
常見應(yīng)力腐蝕的機(jī)理是:零件或構(gòu)件在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)作用下,表面的氧化膜被腐蝕而受到破壞,破壞的表面和未破壞的表面分別形成陽(yáng)極和陰極,陽(yáng)極處的金屬成為離子而被溶解,產(chǎn)生電流流向陰極。由于陽(yáng)極面積比陰極的小得多,陽(yáng)極的電流密度很大,進(jìn)一步腐蝕已破壞的表面。加上拉應(yīng)力的作用,破壞處逐漸形成裂紋,裂紋隨時(shí)間逐漸擴(kuò)展直到斷裂。這種裂紋不僅可以沿著金屬晶粒邊界發(fā)展,而且還能穿過(guò)晶粒發(fā)展。
條件因素
應(yīng)力腐蝕形成一般主要有以下三大因素:
1、一定拉應(yīng)力的存在;
2、金屬本身對(duì)應(yīng)力腐蝕的敏感性;
3、處于應(yīng)力腐蝕環(huán)境之中(包含溫度、腐蝕性介質(zhì)等)。
此外,還會(huì)有一些其他方面的因素,多種因素共同促成應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。
破壞特征
應(yīng)力腐蝕裂紋首先產(chǎn)生在與腐蝕介質(zhì)接觸的金屬表面,然后會(huì)由表面逐漸向內(nèi)部延伸。應(yīng)力腐蝕裂紋首先產(chǎn)生在與腐蝕介質(zhì)接觸的金屬表面,然后會(huì)由表面逐漸向內(nèi)部延伸,但并不會(huì)導(dǎo)致明顯的塑性變形。應(yīng)力腐蝕裂紋走向與所受拉應(yīng)力垂直,從表面看呈直線狀、樹枝狀及放射狀等多種形態(tài),而深入金屬內(nèi)部的應(yīng)力腐蝕裂紋成干枯的樹根狀,裂紋斷口為典型的脆性斷口。
應(yīng)力腐蝕具有非常大的危害性。金屬材料在特定的腐蝕環(huán)境中,應(yīng)力水平越高,破裂時(shí)間就越短,由應(yīng)力腐蝕引起的斷裂會(huì)在沒(méi)有明顯宏觀變形,也沒(méi)有任何征兆的情況下發(fā)生,其破壞具有突發(fā)性。不僅如此,應(yīng)力腐蝕還往往深入到金屬內(nèi)部,一旦有應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象發(fā)生,很難修復(fù),甚至?xí)?dǎo)致工程整體結(jié)構(gòu)遭受致命的破壞。
應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)涉及標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 25996-2010 絕熱材料對(duì)奧氏體不銹鋼外部應(yīng)力腐蝕開裂的試驗(yàn)方法
ASTM G35-1998(2010) 測(cè)定不銹鋼及有關(guān)鎳鉻鐵合金對(duì)于連多硫酸應(yīng)力腐蝕破裂敏感性的規(guī)程
ASTM G38-2001(2013) C-環(huán)形應(yīng)力腐蝕試樣的制作和使用的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)程
ASTM G41-1990(2013) 測(cè)定金屬在熱鹽環(huán)境下應(yīng)力斷裂敏感性
ASTM G44-1999(2013) 在3.5%氯化鈉溶液中用交替浸漬法評(píng)定金屬及合金的抗應(yīng)力腐蝕破裂
ASTM G49-1985(2011) 直接張力應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)樣品的制備及使用規(guī)程
涉及測(cè)試
金屬應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)