55应力讲义作用下的局部腐蚀
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腐蚀疲劳和磨耗腐蚀 全面腐蚀与局部腐蚀
2．环境特征
❖ (2)通常环境腐蚀性增强，CF破环倾向增大，例如对于钢 (尤其是高强度钢)，CF裂纹扩展速率按照下列顺序递增： 惰性气体大气水蒸气水硫酸盐水溶液氯化物水 溶液氢气氛硫化氢。
❖ 但腐蚀过强导致局部腐蚀转化为均匀腐蚀，可能反而降低 钢的CF破坏倾向。如温度升高引起钢的严重腐蚀，造成许 多浅的裂纹源，从而降低局部的应力集中，并使阳极与阴 极面积比变大，结果使钢的抗腐蚀疲劳能力提高。另外， 氧时常通过吸附或化学反应促进裂纹闭合，阻碍CF裂纹的 扩展．从而提高CF条件疲劳极限值。
❖ 湍流腐蚀和空泡腐蚀是两种特殊而重要的冲蚀形式。
湍流腐蚀
❖ 在材料表面或设备的某些特定部位、由于介质流速的急 剧增大而形成湍流，由湍流导致的冲蚀即称为湍流腐蚀。 湍流使金属表面液体的搅动比层流更为剧烈，结果使金属 与介质的接触更为频繁。湍流不仅加速了腐蚀剂的供应和 腐蚀产物的移去，而且又附加了一个流体对金属表面的切 应力。该切应力能够把已经形成的腐蚀产物剥离，并随流 体转移开。当流体中含有气泡或固体颗粒时，切应力的力 矩增大，金属表面损伤更加严重。湍流腐蚀大多发生在叶 轮、螺旋桨，以及泵、搅拌器、离心机、各种导管的弯曲 部分。
应力作用下的腐蚀破坏
空泡 腐蚀
应力腐蚀 开裂SCC
冲击腐蚀或 湍流腐蚀
微动腐蚀或 微振腐蚀FC
腐蚀
腐蚀 疲劳 CF
氢致 断裂
一、腐蚀疲劳破坏的特征
❖ 金属材料和工程结构在交变应力和腐蚀介质协同、交互作 用下导致的破坏现象，称为腐蚀疲劳失效。
❖ 腐蚀疲劳过程受力学因素、环境因素和材料因素交互影响， 与一般腐蚀、纯机械疲劳和应力腐蚀失效相比，表现出诸 多自身的特征。
二、磨耗腐蚀
❖ 磨耗腐蚀是指金属材料与周围环境介质中之间存 在摩擦和腐蚀的双重作用，而导致金属材料的破 坏现象。由于这种破坏是应力和环境中化学介质 协同促进的过程，因此也是应力作用下腐蚀的形 式之一。
材料系防腐课件第5章金属局部腐蚀
Ec 2 − Ec1 ba1 ic 2 bc 2 S2 + ln + ln ba1 + bc 2 ba1 + bc 2 ic1 ba1 + bc 2 S 1
电化学控制：
ln γ =
• 电化学控制时，电偶的阳极电流密度正 比于M1和M2的面积比A2/A1和电位差Ec2-Ec1 如海水介质中电偶腐蚀主要受氧的阴极还原控制，电偶电 流决定于Ac / Aa
• 氧化性金属离子促进点蚀，如：Fe3+、Cu2+、Hg2+（FeCl3， CuCl2）加速金属离子还原，相当于施加阳极电位； • 含氧阴离子抑制点蚀，如：OH—、SO2—4、NO3—，可排 斥Cl—吸附，抑制点蚀能力：OH— > NO3— > SO2—4 > ClO4— • pH对点蚀发生过程影响较大，而对发展过程影响较小 • 温度上升， 点腐蚀数增加，达到90℃溶解氧减少，点蚀 速度下降 • 介质流动能降低点蚀速度，氧浓度增加，钝化加强 • 改善传质可消除闭塞效应和自催化作用，减缓点蚀发展。
第五章 金属局部腐蚀
局部腐蚀现象与特点 局部腐蚀机理和规律性 局部腐蚀影响因素 局部腐蚀控制
全面腐蚀（均匀腐蚀）— 阴阳极共扼反应在金属相同位置 同时发生或交替发生，阴阳极没有时间和空间上的区别，整 个表面用Ecorr表征，在此电位下表面均匀溶解腐蚀。腐蚀速 度可测量/预测。
局部腐蚀 — 由电化学不均一性（如异种金属、表面缺陷、 浓度差异、应力集中、环境不均匀等），形成局部电池。 局部腐蚀阴、阳极可区分，阴极/阳极面积比很大，阴、阳 极共扼反应分别在不同区域发生，局部腐蚀集中在个别位置, 急剧发生，材料快速腐蚀破坏。
M1 → M1n+ + ne 2H+ + 2e → H2↑ M2 → M2 n+ + ne 2H+ + 2e → H2↑
电化学控制：
ln γ =
• 电化学控制时，电偶的阳极电流密度正 比于M1和M2的面积比A2/A1和电位差Ec2-Ec1 如海水介质中电偶腐蚀主要受氧的阴极还原控制，电偶电 流决定于Ac / Aa
• 氧化性金属离子促进点蚀，如：Fe3+、Cu2+、Hg2+（FeCl3， CuCl2）加速金属离子还原，相当于施加阳极电位； • 含氧阴离子抑制点蚀，如：OH—、SO2—4、NO3—，可排 斥Cl—吸附，抑制点蚀能力：OH— > NO3— > SO2—4 > ClO4— • pH对点蚀发生过程影响较大，而对发展过程影响较小 • 温度上升， 点腐蚀数增加，达到90℃溶解氧减少，点蚀 速度下降 • 介质流动能降低点蚀速度，氧浓度增加，钝化加强 • 改善传质可消除闭塞效应和自催化作用，减缓点蚀发展。
第五章 金属局部腐蚀
局部腐蚀现象与特点 局部腐蚀机理和规律性 局部腐蚀影响因素 局部腐蚀控制
全面腐蚀（均匀腐蚀）— 阴阳极共扼反应在金属相同位置 同时发生或交替发生，阴阳极没有时间和空间上的区别，整 个表面用Ecorr表征，在此电位下表面均匀溶解腐蚀。腐蚀速 度可测量/预测。
局部腐蚀 — 由电化学不均一性（如异种金属、表面缺陷、 浓度差异、应力集中、环境不均匀等），形成局部电池。 局部腐蚀阴、阳极可区分，阴极/阳极面积比很大，阴、阳 极共扼反应分别在不同区域发生，局部腐蚀集中在个别位置, 急剧发生，材料快速腐蚀破坏。
M1 → M1n+ + ne 2H+ + 2e → H2↑ M2 → M2 n+ + ne 2H+ + 2e → H2↑
第4章 应力作用下的腐蚀
4.4.1.4 防止冲刷腐蚀的措施 4.4.2 空泡腐蚀
4.4.2.1 空泡腐蚀的定义和特点
4.4.2.2 空泡的形成与破灭
4.4.2.3 空泡腐蚀的机理
4.4.2.4 防止空泡腐蚀的措施 4.4.3 腐蚀磨损 4.4.3.1 腐蚀磨损的定义 4.4.3.2 腐蚀磨损的机理 4.4.3.3 防止磨损腐蚀的措施 4.4.4 微动腐蚀
第 4章
4.1 应力腐蚀开裂 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5 4.2.1 4.2.2
应力作用下的腐蚀
应力腐蚀开裂的定义和特点 SCC发生条件和特征 SCC机理 SCC的影响因素 防止SCC的措施 氢致开裂的定义 金属中氢的行为
4.2 氢致开裂
4.2.2.1
4.2.2.2 4.2.2.3
用或是阴极反应形成的氢产生的应力。
4.1.3
(1)膜局部破裂导致裂纹形核 (2)裂尖定向溶解导致裂纹扩展 构成了一个闭塞区。
SCC机理
合金表面钝化膜可因电化学作用或 裂纹形成后，其特殊的几何条件
机械作用发生局部破坏，使裂纹形核。
(3)断裂 在SCC裂纹扩展到临界尺寸时，裂纹失稳而导致纯机械
断裂。
表4-1 一些金属和合金产生SCC的特定介质
氢致开裂
4.2.2 金属中氢的行为
氢在金属中的溶解度与氢陷阱 氢的传输 氢的存在形式 氢致开裂的分类 氢致开裂的机理 氢腐蚀 氢鼓泡 可逆氢脆
4.2.5 降低氢致开裂敏感性的途径和方法
4.2.1
氢致开裂的定义
图4-3 金属中氢的行为和结果示意图
4.2.2
4.2.2.1 氢的来源
金属中氢的行为
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4.2.2.2 氢在金属中的溶解度与氢陷阱 4.2.2.3 氢的传输 4.2.2.4 氢的存在形式
4.4.2.1 空泡腐蚀的定义和特点
4.4.2.2 空泡的形成与破灭
4.4.2.3 空泡腐蚀的机理
4.4.2.4 防止空泡腐蚀的措施 4.4.3 腐蚀磨损 4.4.3.1 腐蚀磨损的定义 4.4.3.2 腐蚀磨损的机理 4.4.3.3 防止磨损腐蚀的措施 4.4.4 微动腐蚀
第 4章
4.1 应力腐蚀开裂 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5 4.2.1 4.2.2
应力作用下的腐蚀
应力腐蚀开裂的定义和特点 SCC发生条件和特征 SCC机理 SCC的影响因素 防止SCC的措施 氢致开裂的定义 金属中氢的行为
4.2 氢致开裂
4.2.2.1
4.2.2.2 4.2.2.3
用或是阴极反应形成的氢产生的应力。
4.1.3
(1)膜局部破裂导致裂纹形核 (2)裂尖定向溶解导致裂纹扩展 构成了一个闭塞区。
SCC机理
合金表面钝化膜可因电化学作用或 裂纹形成后，其特殊的几何条件
机械作用发生局部破坏，使裂纹形核。
(3)断裂 在SCC裂纹扩展到临界尺寸时，裂纹失稳而导致纯机械
断裂。
表4-1 一些金属和合金产生SCC的特定介质
氢致开裂
4.2.2 金属中氢的行为
氢在金属中的溶解度与氢陷阱 氢的传输 氢的存在形式 氢致开裂的分类 氢致开裂的机理 氢腐蚀 氢鼓泡 可逆氢脆
4.2.5 降低氢致开裂敏感性的途径和方法
4.2.1
氢致开裂的定义
图4-3 金属中氢的行为和结果示意图
4.2.2
4.2.2.1 氢的来源
金属中氢的行为
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4.2.2.2 氢在金属中的溶解度与氢陷阱 4.2.2.3 氢的传输 4.2.2.4 氢的存在形式
3--全面腐蚀与局部腐蚀
蚀孔出现的特定点称为点蚀源。
形成点蚀源所需要的时间为诱导时间，称孕育期。 孕育期长短取决于介质中Cl-的浓度、pH值及金 属的纯度．一般时间较长。Engell等人认 为．孕育期的倒数与Cl-浓度呈线性关系：
1/τ = K[Cl-]
(3-4)
Cl- 浓度在一定临界值以下不发生点蚀。
C点蚀坑的生长
的点蚀孔继续长大： 2)Ebr>E>Ep，不会形成新的点蚀扎，但原有的
点蚀孔将继续扩展长大； 3) E≤Ep，原有点蚀孔全部钝化，不会形成新的
点蚀孔。 Ebr值越正耐点蚀性能越好。 Ep与Ebr值越接近，钝化膜修复能力愈强。
B 点蚀源形成的孕育期
点蚀包括点蚀核的形成到金属表面出现宏观可见 的蚀孔。
D点蚀程度
点蚀程度可用点蚀系数或点蚀因子来表示:
点蚀系数=最大腐蚀深度/平均腐蚀深度
点蚀因子= P/d
图3-3 最深点蚀、平均侵蚀深度及点蚀 因子的关系。
3.2.3 影响点蚀的因素及预防措施
3.2.3.1 材料因素
1)合金元素的影响 不锈钢中Cr是最有效提高耐 点蚀性能的合金元素。
随着含Cr量的增加，点蚀电位向正方向移动。 如与Mo、Ni、N等合金元素配合，效果最好。
在敏化温度温度范围内继续延长时间，即长 时间回火处理，将发生碳化物的聚集，晶间 腐蚀将逐渐消除，如图3-8(e)。
3.4.2.2 贫化理论
认为晶间腐蚀是由于晶界析出新相，造成晶界附 近某一成分的贫乏化。
如奥氏体不锈钢回火过程中(400-800℃)过饱 和碳部分或全部以Cr23C6形式在晶界析出。
3.1.2 全面腐蚀速度及耐蚀标准
人们关心的是腐蚀速度。知道准确的腐蚀速度， 才能选择合理的防蚀措施及为结构设计提供依据。 全腐速度也称均匀腐蚀速度，常用表示方法有重 量法和深度法。
变形金属材料中的局部腐蚀与应力腐蚀分析
变形金属材料中的局部腐蚀与应力腐蚀分析变形金属材料是当代工业中使用最为广泛的材料之一。
其材质优良，成本相对较低，因此被广泛应用于各种行业中。
然而，变形金属材料也存在着一些缺点。
例如，局部腐蚀和应力腐蚀等问题，这些问题会影响材料的使用寿命，甚至会导致安全事故。
因此，对于变形金属材料中的局部腐蚀和应力腐蚀问题，我们必须进行分析和研究。
一、局部腐蚀分析1.1 概述局部腐蚀指的是材料表面某个区域受到腐蚀的现象。
在变形金属材料中，局部腐蚀主要发生在金属表面的凸起部分上。
由于凸起部分比表面更容易被水氧化，因此局部腐蚀主要发生在凸起部分周围。
1.2 原因局部腐蚀的发生原因很多，如材料的成分、环境的氧化状态、水和氯离子的存在等。
这些原因会导致金属在局部区域的保护膜破裂，形成微小的凸起。
这些凸起会促进电化学反应，使得金属离子被释放，从而引起腐蚀。
1.3 影响因素局部腐蚀的发生不仅与金属本身的性质有关，也与环境中的离子、氧化剂和温度等因素有关。
局部腐蚀的发生并不是一种孤立的现象，而是与其他腐蚀形式有很大的关系。
二、应力腐蚀分析2.1 概述应力腐蚀指的是材料在受到应力作用时，同时受到腐蚀作用，从而导致材料的裂纹和损坏。
应力腐蚀在现代工业中非常常见，是一个严重影响金属结构安全的问题。
2.2 原因应力腐蚀的形成原因很多，可以分为单一原因和复合原因。
单一原因包括材料内部应力的产生、腐蚀剂的存在、强度与韧性的不对称等。
复合原因包括材料本身的特殊构造、添加不同材料等。
2.3 影响因素应力腐蚀的影响因素非常多，包括应力状态、腐蚀剂、温度、金属结构等。
这些因素会互相影响，导致应力腐蚀的产生。
三、解决方案针对变形金属材料中局部腐蚀和应力腐蚀问题，解决方案主要包括使用防腐材料、加强材料表面保护层、减少应力集中区域、优化使用环境等。
3.1 防腐材料防腐材料是一种可以有效抵抗腐蚀的材料，可以用来替代原材料，从而防止材料发生腐蚀问题。
目前市场上有很多种防腐材料，最常见的是热浸镀锌钢板、氟塑料、不锈钢等。
局部腐蚀原理与应用
控制局部腐蚀的方法
合金设计
通过选择合适的合金成分和含 量，提高抗腐蚀性能。
涂层保护
在金属表面形成抗腐蚀层，提 供化学和物理阻隔。
电化学保护
利用电流和电位调节技术，改 变金属与环境之间的电化学反 应。
材料设计与防腐蚀涂层
抗腐蚀材料
选用具有较高抗腐蚀性能的材料，如不锈钢、镍合 金等。
防腐蚀涂层
为金属表面涂覆具有优异抗腐蚀性能的涂层，如环 氧树脂、聚苯乙烯等。
2
维护
定期清洗、涂覆防腐蚀剂和保养金属表面，延长使用寿命。
3
修复
对已腐蚀的部分进行修复或更换，恢复结构的完整性。
局部腐蚀的危害性
局部腐蚀对金属结构的强度、可靠性和安全性造成威胁，需引起重视和防范。
金属的氧化还原反应
金属与环境中的氧及其他物质发生氧化还原反应，导致腐蚀过程的产生。
金属腐蚀的通径与过程
局部腐蚀原理与应用
欢迎来到本次关于局部腐蚀原理与应用的演示。我们将探索局部腐蚀的定义、 形式、控制方法以及其在材料设计和防腐蚀涂层中的应用。
局部腐蚀的定义
局部腐蚀是指金属表面或结构特定区域由于环境原因而遭受持续或加速性腐蚀。它对材料的性能、寿命和安全 性都有重大影响。
腐蚀形式及特点
1 点蚀
表面形成小孔，通常发生 在点或缺陷处。
金属腐蚀通常经历一系列复杂的电化学反应和物质扩散过程，导致金属的损失和形态改变。
溶液中锌和铜的还原电位差异
溶液中的锌和铜会因其还原电位的差异而导致差别的腐蚀行为，产生不同的 腐蚀产物和表面形貌。
铁离子在酸性溶液中的还原反应
在酸性溶液中，铁离子的还原反应是产生铁锈和红锈的关键步骤。
微生物腐蚀
应力作用下的局部腐蚀
（4）界面电位电位状况的影响：大量实验研究证明，SCC只有 在一定的电位范围内才能发生。现发现合金的阳极极化曲线有 三个易产生SCC的区域。这些区域都是过渡区。如图所示。
3、合金成分的影响
在不锈钢中加入Si、Co有 利于提高抗SCC性能。但含 有周期表第V类元素N、P、 As、 Sb、 Bi有有害的 。Mo >4%能提高抗SCC性能。
（2）残余应力：金属材料在生产过程和加工过程中，在材 料
内部产生的应力。如冷轧、冷拔、冷弯、冷作、机械加
工、焊接、热处理过程中产生的残余应力；
（3）热应力：由于温度变化而引起的残余应力； （4）结构应力：由于设备、部件的安装与装配而引起的应 力。
外加应力愈大，材料断裂时间愈短。如图所示。
应力作用：（1）破坏钝化膜
在应力作用下，位错沿着滑移面运动，在表面产生滑 移台阶，表面膜产生局部破裂，露出活泼的“新鲜”金属。 有膜和无膜金属及缺陷处形成钝化-活化微电池。
伴随阳极溶解产生阳极极化，使阳极周围钝化，在蚀 坑即裂纹尖端周边重新生成钝化膜，随后在拉应力继续作 用下，蚀坑底部即裂纹尖端处造成应力集中，而使钝化膜 再次破裂，造成新的活性阳极区，如此反复，造成纵深穿 晶的裂纹。
材料因素 力学因素
SCC
环境因素
2、发生应力腐蚀断裂的主要是合金，几乎所有金属的 合金在特定的环境中都有一定的应力腐蚀敏感性。例如， 纯度达9999%的铜在含氨介质中不会腐蚀断裂，但含有 004%磷或001%锑时，则发生开裂。
3、特定的金属和合金只有在特定的腐蚀环境中才产生 SCC。如表7-1所示这种特定的腐蚀介质在含量较少时也会 造成应力腐蚀。
2、氢脆机理
认为：金属材 料在拉应力 和 腐蚀介质共同作 用下，由于阴极 还原反应产生的 氢原子扩散到裂 纹尖端的金属内 部引起并控制脆 断。这种应力腐 蚀称为氢脆型 SCC（HESCC）。也称氢 的滞后开裂。
腐蚀学原理--第七章-应力作用下的腐蚀分析
(2) 金属和合金腐蚀量很微小，腐蚀局限于微小的局部。同时产生应力腐蚀断裂的合金表面往往存在钝化膜或保护膜。 (3) 裂纹方向宏观上和主拉伸应力的方向垂直，微观上略有偏移。 (4) 宏观上属于脆性断裂，即使塑性很高的材料也是如此。微观上，在断裂面上仍有塑性流变痕迹。 (5) 有裂纹分叉现象。断口形貌呈海滩条纹、羽毛状、撕裂岭、扇子形和冰糖块状图像。 (6) 应力腐蚀裂纹形态有沿晶型、穿晶型和混合型，视具体合金—环境体系而定。例如，铝合金、高强度钢多半是沿晶型的，奥氏体不锈钢多半是穿晶型的，而钛合金为混合型的。即使是同种合金，随着环境、应力大小的改变，裂纹形态也会随之改变。
实例：中国版本的“黑Байду номын сангаас坠落”
7.1.3 防止应力腐蚀断裂的措施
1．降低或消除应力 (1) 改进结构设计，避免或减少局部应力集中。对应力腐蚀事故分析表明，由残余应力引起的比例最大，因此在加工、制造、装配中应尽量避免产生较大的残余应力。结构设计应尽量避免缝隙和可能造成腐蚀液残留的死角，防止有害物质(如Cl-、OH-)的浓缩。 (2) 消除应力处理：减少残余应力可采取热处理退火、过变形法、喷丸处理等方法。其中消除应力退火是减少残余应力的最重要手段，特别是对焊接件，退火处理尤为重要。 (3) 按照断裂力学进行结构设计：由于构件中不可避免地存在着宏观或微观裂纹和缺陷，因此用断裂力学进行设计比用传统力学方法具有更高的可靠性。在腐蚀环境下，预先确定材料的KISCC、da／dt等参数，根据使用条件确定构件允许的临界裂纹尺寸ac，具有重要的实际意义。
氢的存在形式
氢可以H-、H、H+、H2、金属氢化物、固溶体、碳氢化合物等形式存在于金属中，也可与位错结合形成气团(⊥H)而存在。当氢与碱金属(如Li、Na、K)或碱土金属作用时，可形成氢化物(如NaH)。在这类化合物中Na+和H-以离子键方式结合在一起，氢以H-形式存在。另一种观点认为，过渡族金属的d带没有填满，当氢原子进入金属后，分解为质子和电子，即H → H++e。氢的1s电子进入金属的d带，氢以质子状态存在于金属中。当金属d带填满后，多余的氢将以原子状态存在。也有观点认为，氢原子具有很小的原子半径(0.053nm)，能处于点阵的间隙位置，如α—Fe的四面体间隙和γ—Fe的八面体间隙。最近，有的研究者又提出电子屏蔽概念。认为氢以原子态“H+e”存在于金属中，或者说氢以“屏蔽的离子”即穿有“电子外衣”的离子状态存在于金属中。 氢溶解在金属中可形成固溶体，氢在金属中的溶解度与温度和压力有关。氢在金属中如果超过固溶度，可形成分子氢(H2)、金属氢化物、氢原子气团三类化合物。
实例：中国版本的“黑Байду номын сангаас坠落”
7.1.3 防止应力腐蚀断裂的措施
1．降低或消除应力 (1) 改进结构设计，避免或减少局部应力集中。对应力腐蚀事故分析表明，由残余应力引起的比例最大，因此在加工、制造、装配中应尽量避免产生较大的残余应力。结构设计应尽量避免缝隙和可能造成腐蚀液残留的死角，防止有害物质(如Cl-、OH-)的浓缩。 (2) 消除应力处理：减少残余应力可采取热处理退火、过变形法、喷丸处理等方法。其中消除应力退火是减少残余应力的最重要手段，特别是对焊接件，退火处理尤为重要。 (3) 按照断裂力学进行结构设计：由于构件中不可避免地存在着宏观或微观裂纹和缺陷，因此用断裂力学进行设计比用传统力学方法具有更高的可靠性。在腐蚀环境下，预先确定材料的KISCC、da／dt等参数，根据使用条件确定构件允许的临界裂纹尺寸ac，具有重要的实际意义。
氢的存在形式
氢可以H-、H、H+、H2、金属氢化物、固溶体、碳氢化合物等形式存在于金属中，也可与位错结合形成气团(⊥H)而存在。当氢与碱金属(如Li、Na、K)或碱土金属作用时，可形成氢化物(如NaH)。在这类化合物中Na+和H-以离子键方式结合在一起，氢以H-形式存在。另一种观点认为，过渡族金属的d带没有填满，当氢原子进入金属后，分解为质子和电子，即H → H++e。氢的1s电子进入金属的d带，氢以质子状态存在于金属中。当金属d带填满后，多余的氢将以原子状态存在。也有观点认为，氢原子具有很小的原子半径(0.053nm)，能处于点阵的间隙位置，如α—Fe的四面体间隙和γ—Fe的八面体间隙。最近，有的研究者又提出电子屏蔽概念。认为氢以原子态“H+e”存在于金属中，或者说氢以“屏蔽的离子”即穿有“电子外衣”的离子状态存在于金属中。 氢溶解在金属中可形成固溶体，氢在金属中的溶解度与温度和压力有关。氢在金属中如果超过固溶度，可形成分子氢(H2)、金属氢化物、氢原子气团三类化合物。
应力作用下的局部腐蚀
5.5 应力作用下的局部腐 蚀
• 5.5.1 应力腐蚀断裂
• 5.5.2 金属的氢脆和氢损伤
• 5.5.3 腐蚀疲劳
精品课件
1
5.5.1 应力腐蚀断裂 Stress Corrosion Cracking
应力与化学介质协同作用下引起的金属开裂（或 断裂）的现象，叫做金属应力腐蚀开裂。
应力腐蚀断裂，简称SCC，是指金属材料在固定 拉应力和某种特定腐蚀介质中发生的脆性断裂。
精品课件
11
316L不锈钢应力腐蚀断口
氢致解理断口
穿晶脆性断裂组织图
精品课件 沿晶脆性断裂组织图 12
7、应力腐蚀断裂裂纹一般为树枝状结构，裂纹走向垂 直于应力方向。
精品课件
13
应力腐蚀断裂的机理
目前关于应力腐蚀断裂机理已达十几种，帕金斯于 1964年提出“应力腐蚀谱”的观点，把各种SCC类型及 其机理排列起来构成一个连续的谱，如下表所示。
脆断。这种应力
腐蚀称为氢脆型
SCC（HE-SCC）。
也称氢的滞后开
裂。
精品课件
20
影响应力腐蚀断裂的因素
1、应力
应力来源：
（1）工作应力：设备和部件在工作条件下所承受的外加载 荷；
（2）残余应力：金属材料在生产过程和加工过程中，在材 料
内部产生的应力。如冷轧、冷拔、冷弯、冷作、机械加
工、焊接、热处理过程中产生的残余应力；
所谓固定拉应力是指方向一定，大小可变的拉 伸应力。应力腐蚀断裂危害极大，人们称为“灾难 性腐蚀”。
精品课件
2
不同情况引起的应力腐蚀断裂
1、由于弯曲残余应力引起的 该裂纹多为纵向形式
精品课件
3
2、从点蚀底部产生的应力腐蚀裂纹
• 5.5.1 应力腐蚀断裂
• 5.5.2 金属的氢脆和氢损伤
• 5.5.3 腐蚀疲劳
精品课件
1
5.5.1 应力腐蚀断裂 Stress Corrosion Cracking
应力与化学介质协同作用下引起的金属开裂（或 断裂）的现象，叫做金属应力腐蚀开裂。
应力腐蚀断裂，简称SCC，是指金属材料在固定 拉应力和某种特定腐蚀介质中发生的脆性断裂。
精品课件
11
316L不锈钢应力腐蚀断口
氢致解理断口
穿晶脆性断裂组织图
精品课件 沿晶脆性断裂组织图 12
7、应力腐蚀断裂裂纹一般为树枝状结构，裂纹走向垂 直于应力方向。
精品课件
13
应力腐蚀断裂的机理
目前关于应力腐蚀断裂机理已达十几种，帕金斯于 1964年提出“应力腐蚀谱”的观点，把各种SCC类型及 其机理排列起来构成一个连续的谱，如下表所示。
脆断。这种应力
腐蚀称为氢脆型
SCC（HE-SCC）。
也称氢的滞后开
裂。
精品课件
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影响应力腐蚀断裂的因素
1、应力
应力来源：
（1）工作应力：设备和部件在工作条件下所承受的外加载 荷；
（2）残余应力：金属材料在生产过程和加工过程中，在材 料
内部产生的应力。如冷轧、冷拔、冷弯、冷作、机械加
工、焊接、热处理过程中产生的残余应力；
所谓固定拉应力是指方向一定，大小可变的拉 伸应力。应力腐蚀断裂危害极大，人们称为“灾难 性腐蚀”。
精品课件
2
不同情况引起的应力腐蚀断裂
1、由于弯曲残余应力引起的 该裂纹多为纵向形式
精品课件
3
2、从点蚀底部产生的应力腐蚀裂纹
第七章应力作用下的腐蚀解析
(4)材料和环境的交互作用反映在电位上，一般认为，应力腐蚀破裂有三个易产
生破裂的区间。
活化-阴极保护过渡区（区域1）
活化-钝化电位过渡区（区域2）
钝化-过钝化电位区（区域3）
三个电位过渡区都是钝化膜不稳定的区域，在应 力与腐蚀介质中易诱发应力腐蚀。
在区域1: ➢wNi20%不锈钢在8mol/l沸腾H2SO4中； ➢18Cr-9Ni不锈钢在225℃、wNaOH20%溶液中发生 破裂；
镁合金 Mg-Al Mg-Al-Zn-Mn
钛及钛合金
HNO3，NaOH，HF溶液，蒸馏水 NaCl+ H2O2溶液，海滨大气，NaCl-K2CrO4溶液，水，SO2-CO2-湿空气 红烟硝酸，N2O4，HCl，Cl-水溶液，固体氯化物（＞2900C），海水，CCl4，甲醇、甲醇蒸气，三氯乙
烯，有机酸
第一节 应力腐蚀破裂 应力腐蚀破裂是指材料在固定拉应力和腐蚀介质的共同作用下产生的破裂。 所谓固定，是指方向一定的拉应力，但是大小可以变化。腐蚀和应力是相互 促进，不是简单叠加 ，两者缺一不可 。应力腐蚀破裂简称应力腐蚀，国外 称之为SCC (Stress Corrosion Cracking 的缩写)。
残余应力，金属材料在生产过程和加工过程中，在材料内部产生的应 力如冷轧、弯曲、机械加工、焊接、热处理过程中也能产生应力。
热应力，由于淬火、周期性的加热和冷却而引起的应力。
结构应力，由于设备，部件的安装和装配而引起的应力。
产生应力腐蚀破裂的应力值一般低于材料的屈服点。在大多数产生应力腐 蚀的系统中，存在一个临界应力值。当应力值低于该临界值时，不会产生 应力腐蚀破裂。
在区域2：普碳钢在8mol/LNaOH溶液中发生应力 破裂；
应力作用下的局部腐蚀
03
02
腐蚀介质
特定的腐蚀介质种类和浓度影响应 力腐蚀的速率和程度。
金属材料
不同金属材料的耐应力腐蚀性能存 在差异。
04
02
CATALOGUE
应力腐蚀的实验研究
实验材料与方法
实验材料
选择高强度钢、铝合金、钛合金等材 料作为实验材料，这些材料在实际工 程中常常面临应力腐蚀问题。
实验方法
采用慢应变速率拉伸实验（SSRT）和 恒载荷实验等方法，模拟实际服役环 境中的应力腐蚀条件。
合金化与热处理
合金化
通过添加耐腐蚀元素来改变金属材料的成分，提高其耐腐蚀性能。例如，不锈钢中的铬元素可以增强其耐腐蚀性 能。
热处理
通过加热和冷却的过程来改变金属材料的内部结构，提高其耐腐蚀性能。例如，对金属进行淬火、回火等处理可 以提高其抗应力腐蚀的能力。
缓蚀剂的应用
缓蚀剂
是一种能够抑制腐蚀反应的化学物质。 通过在腐蚀介质中添加缓蚀剂，可以有 效地减缓金属的腐蚀速率，从而降低应 力腐蚀的风险。
实验结果与分析
结果展示
通过观察和记录实验过程中材料的应力腐蚀裂纹萌生和扩展情况，获取相关数 据。
结果分析
对实验数据进行统计分析，研究应力腐蚀敏感性与材料属性、应力状态、腐蚀 介质等因素的关系。
实验结论与建议
结论总结
根据实验结果和分析，得出关于应力腐蚀敏感性的结论，为实际工程中材料的选用和防护提供依据。
详细描述
应力腐蚀是一个复杂的物理化学过程，涉及到微观结 构、电化学反应等多个方面。为了更好地预测和预防 应力腐蚀，需要深入研究其机理，包括材料在应力作 用下的微观结构变化、电化学反应过程等。通过这些 研究，可以更准确地评估材料的耐应力腐蚀性能，为 工程应用提供科学依据。
02
腐蚀介质
特定的腐蚀介质种类和浓度影响应 力腐蚀的速率和程度。
金属材料
不同金属材料的耐应力腐蚀性能存 在差异。
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02
CATALOGUE
应力腐蚀的实验研究
实验材料与方法
实验材料
选择高强度钢、铝合金、钛合金等材 料作为实验材料，这些材料在实际工 程中常常面临应力腐蚀问题。
实验方法
采用慢应变速率拉伸实验（SSRT）和 恒载荷实验等方法，模拟实际服役环 境中的应力腐蚀条件。
合金化与热处理
合金化
通过添加耐腐蚀元素来改变金属材料的成分，提高其耐腐蚀性能。例如，不锈钢中的铬元素可以增强其耐腐蚀性 能。
热处理
通过加热和冷却的过程来改变金属材料的内部结构，提高其耐腐蚀性能。例如，对金属进行淬火、回火等处理可 以提高其抗应力腐蚀的能力。
缓蚀剂的应用
缓蚀剂
是一种能够抑制腐蚀反应的化学物质。 通过在腐蚀介质中添加缓蚀剂，可以有 效地减缓金属的腐蚀速率，从而降低应 力腐蚀的风险。
实验结果与分析
结果展示
通过观察和记录实验过程中材料的应力腐蚀裂纹萌生和扩展情况，获取相关数 据。
结果分析
对实验数据进行统计分析，研究应力腐蚀敏感性与材料属性、应力状态、腐蚀 介质等因素的关系。
实验结论与建议
结论总结
根据实验结果和分析，得出关于应力腐蚀敏感性的结论，为实际工程中材料的选用和防护提供依据。
详细描述
应力腐蚀是一个复杂的物理化学过程，涉及到微观结 构、电化学反应等多个方面。为了更好地预测和预防 应力腐蚀，需要深入研究其机理，包括材料在应力作 用下的微观结构变化、电化学反应过程等。通过这些 研究，可以更准确地评估材料的耐应力腐蚀性能，为 工程应用提供科学依据。
腐蚀与防护-第八章 应力作用下的腐蚀及其防护
即在低应力下造成断裂的循环数仍与应力 有关 ② 任何金属在任何介质中都能发生腐蚀疲劳， 无选择性
即不要求特定的材料－环境组合，这与 应力腐蚀不同 ③ 腐蚀疲劳强度与抗拉强度之间没有直接关系
④ 腐蚀疲劳性能与频率和波形强烈相关
⑤ 腐蚀疲劳裂纹多萌生于腐蚀坑或表面缺陷，往
往多裂纹，并沿垂直于拉应力的方向扩展
8.腐蚀疲劳
（1）定义
在循环应力(交变应力)和腐蚀环境的联合作用下金属 材料发生的严重腐蚀破坏叫做腐蚀疲劳(简记为CF)。
严格的说，实际工程中遇到的大多数疲劳破坏，都属 于腐蚀疲劳。不受环境影响的纯疲劳，只有可能出现在 真空条件下。即使干燥、纯净的空气，也会导致疲劳强 度的降低和疲劳裂纹扩展速度的加快，只是大气的这种 影响比其它强腐蚀环境小的多。
（6）氢致延滞断裂与应力腐蚀的关系
“相互促进”； 阳极溶解、金属开裂； 阴极吸氢，延滞断裂。
（7）防止氢脆的措施
• 材料 降低含氢量，脱氢 提高合金或金属自身的抗氢损伤的能力（如：高温氢 蚀时，加入稳定碳化物的元素Cr、Mo、V等 • 环境 减少吸氢的可能性（建立屏障、降低外氢活性） 控制温度 • 力学因素 减小残余应力（设计或退火处理）
60
80
100
120
产生破裂所需要的时间（小时）
温度对破裂诱发时间的影响，316及347型不锈钢 在含875ppm NaCl的水中
冶金因素
合金的化学成分、热处理、组织结构、加 工状态对其SCC敏感性都有影响。 对于奥氏体不锈钢在氯化物溶液中的SCC来 说，提高Ni含量，加入硅、铜，有利于提高抗 SCC性能。 增加碳含量也有利于提高耐SCC性能，但含 碳量大则容易产生晶间性SCC。
20Cr/30Ni/Mo/Cu 20Cr/34Ni
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23
应力作用：（2）加速Cl-和OH-的吸附溶解
24
2、介质环境因素
（1）特殊离子及其浓度的影响：氧浓度、氯化物浓 度影响如图所示。
25
（2）温度： 一般来说，温度升
高，SCC 容易发生 ， 但温度过高，由于产 生全面腐蚀，而抑制 了应力腐蚀。
26
（3）溶液中pH值的影响：对不锈钢而言，pH值增加减缓 了应力腐蚀。
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55应力作用下的局部腐蚀
5.5.1 应力腐蚀断裂 Stress Corrosion Cracking
应力与化学介质协同作用下引起的金属开裂（或 断裂）的现象，叫做金属应力腐蚀开裂。
应力腐蚀断裂，简称SCC，是指金属材料在固定 拉应力和某种特定腐蚀介质中发生的脆性断裂。
所谓固定拉应力是指方向一定，大小可变的拉伸 应力。应力腐蚀断裂危害极大，人们称为“灾难性 腐蚀”。
对钛合金，降低它的含氧 量和Al量，同时加入适量的 Nb 、 Ta 、 V 有 利 于 提 高 抗 SCC性能。
对黄铜，少量Fe、Sn、 Mn、Si、Al、Cd、Pb可促 进应力腐蚀。
29
应力腐蚀断裂的控制措施
1、降低和消除应力：
在成膜溶液中的沿晶界断裂机理：在铜合金表面存在 Cu2O膜，韧性差；在应力作用下发生脆性破裂。
在不成膜溶液中（ pH=78~112 时，铜合金处于活性溶
解），在应力的作用引起露头的位错优先溶解，因而裂纹
沿着位错密度最高的途径扩展。
16
17
（2）滑移-溶解-断裂机理 ——奥氏体不锈钢
该理论至少包括四个过程：表面膜的形成、应力作用下 金属产生滑移引起表面膜的破裂、裸露金属的阳极溶解、 裸露金属再钝化。
15
（1）黄铜的SCC机理
溶液中的铜氨络离子Cu(NH3)n2+的存在是黄铜氨脆所 必需条件，它是由于溶解在溶液中的氨气、氧气与铜反应 生成的。
Cu + nNH3 + 1/2 O2 + H2O Cu(NH3)n2+ + 2OH黄 铜 在 成 膜 溶 液 中 （ 含 Cu2+ 和 NH4+ 离 子 溶 液 ， pH=64~73中生成一层Cu2O膜） 主要是晶间断裂。
18
19
2、氢脆机理
认为：金属材
料在拉应力 和
腐蚀介质共同作
用下，由于阴极
还原反应产生的
氢原子扩散到裂
纹尖端的金属内
部引起并控制脆
断。这种应力腐
蚀称为氢脆型
SCC（HE-
SCC）。也称氢
的滞后开裂。
20
影响应力腐蚀断裂的因素
1、应力
应力来源：
（1）工作应力：设备和部件在工作条件下所承受的外加载 荷；
6、应力腐蚀裂纹形态有三种：晶间型、穿晶型和混合型。 晶间 型是指裂纹沿晶界扩展，如软钢、铝合金、铜合金、镍合金等。
11
316L不锈钢应力腐蚀断口
氢致解理断口
穿晶脆性断裂组织图
沿晶脆性断裂组织图 12
7、应力腐蚀断裂裂纹一般为树枝状结构，裂纹走向垂直 于应力方向。
13
应力腐蚀断裂的机理
目前关于应力腐蚀断裂机理已达十几种，帕金斯于 1964年提出“应力腐蚀谱”的观点，把各种SCC类型及 其机理排列起来构成一个连续的谱，如下表所示。
14
根据应力腐蚀断裂的现代观念比较集中的有三种理论，即 阳极溶解机理（阳极溶解起控制作用）、氢脆机理（阴极过程 放出氢原子进入基体，导致材料脆断）、阳极溶解和氢脆共同 作用的机理。
1、阳极溶解机理：应力腐蚀断裂主要是指金属材料在静 拉应力与腐蚀介质共同作用下，由于裂纹尖端区阳极溶解过程 控制引起脆断（APC-SCC）。属于这类机理的有低碳钢、铝 合金和铜合金的SCC。
2
不同情况引起的应力腐蚀断裂
1、由于弯曲残余应力引起的 该裂纹多为纵向形式
3
2、从点蚀底部产生的应力腐蚀裂纹
4
3、由腐蚀产物体积膨胀应力引起的应力腐蚀裂纹
5
6
4、外在应力的存在导致应力开裂
7
应力腐蚀断裂的特征
1、产生应力腐蚀断裂必须同时具备三个基本条件，即 敏感的金属材料，足够大的拉伸应力和特定的腐蚀介质。
在应力作用下，位错沿着滑移面运动，在表面产生滑 移台阶，表面膜产生局部破裂，露出活泼的“新鲜”金属。 有膜和无膜金属及缺陷处形成钝化-活化微电池。
伴随阳极溶解产生阳极极化，使阳极周围钝化，在蚀 坑即裂纹尖端周边重新生成钝化膜，随后在拉应力继续作 用下，蚀坑底部即裂纹尖端处造成应力集中，而使钝化膜 再次破裂，造成新的活性阳极区，如此反复，造成纵深穿 晶的裂纹。
材料因素 力学因素
SCC
环境因素
2、发生应力腐蚀断裂的主要是合金，几乎所有金属的 合金在特定的环境中都有一定的应力腐蚀敏感性。例如， 纯度达9999%的铜在含氨介质中不会腐蚀断裂，但含有 004%磷或001%锑时，则发生开裂。
8
3、特定的金属和合金只有在特定的腐蚀环境中才产生 SCC。如表7-1所示这种特定的腐蚀介质在含量较少时也会 造成应力腐蚀。
27
（4）界面电位电位状况的影响：大量实验研究证明，SCC只有 在一定的电位范围内才能发生。现发现合金的阳极极化曲线有 三个易产生SCC的区域。这些区域都是过渡区。如图所示。
28
3、合金成分的影响
在不锈钢中加入Si、Co有 利于提高抗SCC性能。但含 有周期表第V类元素N、P、 As、 Sb、 Bi有有害的 。Mo >4%能提高抗SCC性能。
9
10
4、一般情况下，只有拉应力（张应力）才能引起应力腐蚀断裂。 拉应力愈大，断裂时间愈短。断裂所需应力，一般都低于材料的 屈服强度。压应力不发生应力腐蚀，应力腐蚀裂纹走向宏观上与 拉应力方向垂直。
5、应力腐蚀断裂是一种典型的滞后破坏，这种滞后破坏过程可 分三个阶段：第一阶段为裂纹孕育期，这个阶段占断裂总时间的 90%；第二阶段为裂纹扩展期；第三阶段为快速断裂期。整个断 裂时间与材料、应力和环境有关，短的几分钟，长的达几年。腐 蚀速率介于均匀腐蚀速率和单纯断裂速度之间。
（2）残余应力：金属材料在生产过程和加工过程中，在材 料
内部产生的应力。如冷轧、冷拔、冷弯、冷作、机械加
工、焊接、热处理过程中产生的残余应力；
（3）热应力：由于温度变化而引起的残余应力；
（4）结构应力：由于设备、部件的安装与装配而引起的应 力。
外加应力愈大，材料断裂时间愈短。如图所示。
21
Байду номын сангаас
22
应力作用：（1）破坏钝化膜
应力作用：（2）加速Cl-和OH-的吸附溶解
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2、介质环境因素
（1）特殊离子及其浓度的影响：氧浓度、氯化物浓 度影响如图所示。
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（2）温度： 一般来说，温度升
高，SCC 容易发生 ， 但温度过高，由于产 生全面腐蚀，而抑制 了应力腐蚀。
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（3）溶液中pH值的影响：对不锈钢而言，pH值增加减缓 了应力腐蚀。
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55应力作用下的局部腐蚀
5.5.1 应力腐蚀断裂 Stress Corrosion Cracking
应力与化学介质协同作用下引起的金属开裂（或 断裂）的现象，叫做金属应力腐蚀开裂。
应力腐蚀断裂，简称SCC，是指金属材料在固定 拉应力和某种特定腐蚀介质中发生的脆性断裂。
所谓固定拉应力是指方向一定，大小可变的拉伸 应力。应力腐蚀断裂危害极大，人们称为“灾难性 腐蚀”。
对钛合金，降低它的含氧 量和Al量，同时加入适量的 Nb 、 Ta 、 V 有 利 于 提 高 抗 SCC性能。
对黄铜，少量Fe、Sn、 Mn、Si、Al、Cd、Pb可促 进应力腐蚀。
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应力腐蚀断裂的控制措施
1、降低和消除应力：
在成膜溶液中的沿晶界断裂机理：在铜合金表面存在 Cu2O膜，韧性差；在应力作用下发生脆性破裂。
在不成膜溶液中（ pH=78~112 时，铜合金处于活性溶
解），在应力的作用引起露头的位错优先溶解，因而裂纹
沿着位错密度最高的途径扩展。
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（2）滑移-溶解-断裂机理 ——奥氏体不锈钢
该理论至少包括四个过程：表面膜的形成、应力作用下 金属产生滑移引起表面膜的破裂、裸露金属的阳极溶解、 裸露金属再钝化。
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（1）黄铜的SCC机理
溶液中的铜氨络离子Cu(NH3)n2+的存在是黄铜氨脆所 必需条件，它是由于溶解在溶液中的氨气、氧气与铜反应 生成的。
Cu + nNH3 + 1/2 O2 + H2O Cu(NH3)n2+ + 2OH黄 铜 在 成 膜 溶 液 中 （ 含 Cu2+ 和 NH4+ 离 子 溶 液 ， pH=64~73中生成一层Cu2O膜） 主要是晶间断裂。
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2、氢脆机理
认为：金属材
料在拉应力 和
腐蚀介质共同作
用下，由于阴极
还原反应产生的
氢原子扩散到裂
纹尖端的金属内
部引起并控制脆
断。这种应力腐
蚀称为氢脆型
SCC（HE-
SCC）。也称氢
的滞后开裂。
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影响应力腐蚀断裂的因素
1、应力
应力来源：
（1）工作应力：设备和部件在工作条件下所承受的外加载 荷；
6、应力腐蚀裂纹形态有三种：晶间型、穿晶型和混合型。 晶间 型是指裂纹沿晶界扩展，如软钢、铝合金、铜合金、镍合金等。
11
316L不锈钢应力腐蚀断口
氢致解理断口
穿晶脆性断裂组织图
沿晶脆性断裂组织图 12
7、应力腐蚀断裂裂纹一般为树枝状结构，裂纹走向垂直 于应力方向。
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应力腐蚀断裂的机理
目前关于应力腐蚀断裂机理已达十几种，帕金斯于 1964年提出“应力腐蚀谱”的观点，把各种SCC类型及 其机理排列起来构成一个连续的谱，如下表所示。
14
根据应力腐蚀断裂的现代观念比较集中的有三种理论，即 阳极溶解机理（阳极溶解起控制作用）、氢脆机理（阴极过程 放出氢原子进入基体，导致材料脆断）、阳极溶解和氢脆共同 作用的机理。
1、阳极溶解机理：应力腐蚀断裂主要是指金属材料在静 拉应力与腐蚀介质共同作用下，由于裂纹尖端区阳极溶解过程 控制引起脆断（APC-SCC）。属于这类机理的有低碳钢、铝 合金和铜合金的SCC。
2
不同情况引起的应力腐蚀断裂
1、由于弯曲残余应力引起的 该裂纹多为纵向形式
3
2、从点蚀底部产生的应力腐蚀裂纹
4
3、由腐蚀产物体积膨胀应力引起的应力腐蚀裂纹
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4、外在应力的存在导致应力开裂
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应力腐蚀断裂的特征
1、产生应力腐蚀断裂必须同时具备三个基本条件，即 敏感的金属材料，足够大的拉伸应力和特定的腐蚀介质。
在应力作用下，位错沿着滑移面运动，在表面产生滑 移台阶，表面膜产生局部破裂，露出活泼的“新鲜”金属。 有膜和无膜金属及缺陷处形成钝化-活化微电池。
伴随阳极溶解产生阳极极化，使阳极周围钝化，在蚀 坑即裂纹尖端周边重新生成钝化膜，随后在拉应力继续作 用下，蚀坑底部即裂纹尖端处造成应力集中，而使钝化膜 再次破裂，造成新的活性阳极区，如此反复，造成纵深穿 晶的裂纹。
材料因素 力学因素
SCC
环境因素
2、发生应力腐蚀断裂的主要是合金，几乎所有金属的 合金在特定的环境中都有一定的应力腐蚀敏感性。例如， 纯度达9999%的铜在含氨介质中不会腐蚀断裂，但含有 004%磷或001%锑时，则发生开裂。
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3、特定的金属和合金只有在特定的腐蚀环境中才产生 SCC。如表7-1所示这种特定的腐蚀介质在含量较少时也会 造成应力腐蚀。
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（4）界面电位电位状况的影响：大量实验研究证明，SCC只有 在一定的电位范围内才能发生。现发现合金的阳极极化曲线有 三个易产生SCC的区域。这些区域都是过渡区。如图所示。
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3、合金成分的影响
在不锈钢中加入Si、Co有 利于提高抗SCC性能。但含 有周期表第V类元素N、P、 As、 Sb、 Bi有有害的 。Mo >4%能提高抗SCC性能。
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4、一般情况下，只有拉应力（张应力）才能引起应力腐蚀断裂。 拉应力愈大，断裂时间愈短。断裂所需应力，一般都低于材料的 屈服强度。压应力不发生应力腐蚀，应力腐蚀裂纹走向宏观上与 拉应力方向垂直。
5、应力腐蚀断裂是一种典型的滞后破坏，这种滞后破坏过程可 分三个阶段：第一阶段为裂纹孕育期，这个阶段占断裂总时间的 90%；第二阶段为裂纹扩展期；第三阶段为快速断裂期。整个断 裂时间与材料、应力和环境有关，短的几分钟，长的达几年。腐 蚀速率介于均匀腐蚀速率和单纯断裂速度之间。
（2）残余应力：金属材料在生产过程和加工过程中，在材 料
内部产生的应力。如冷轧、冷拔、冷弯、冷作、机械加
工、焊接、热处理过程中产生的残余应力；
（3）热应力：由于温度变化而引起的残余应力；
（4）结构应力：由于设备、部件的安装与装配而引起的应 力。
外加应力愈大，材料断裂时间愈短。如图所示。
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应力作用：（1）破坏钝化膜