应力腐蚀科技名词定义

应力腐蚀科技名词定义

中文名称：应力腐蚀英文名称：stress corrosion 定义1：材料在拉应力集中和特定的腐蚀环境共同作用下发生腐蚀裂纹扩展的现象。所属学科：电力（一级学科）；热工自动化、电厂化学与金属（二级学科）定义2：由残余或外加应力和腐蚀联合作用所产生的材料破坏过程。所属学科：机械工程（一级学科）；腐蚀与保护（二级学科）；腐蚀类型（三级学科）定义3：材料在腐蚀介质和拉应力共同作用下，引发裂纹导致断裂的现象。所属学科：水利科技（一级学科）；工程力学、工程结构、建筑材料（二级学科）；工程力学（水利）（三级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布目录

简介

名词解释

特征

机理

编辑本段简介

材料、机械零件或构件在静应力(主要是拉应力)和腐蚀的共同作用下产生的失效现象。它常出现于锅炉用钢、黄铜、高强度铝合金和不锈钢中，凝汽器管、矿山用钢索、飞机紧急刹车用高压气瓶内壁等所产生的应力腐蚀也很显著。常见应力腐蚀的机理是：零件或构件在应力和腐蚀介质作用下，表面的氧化膜被腐蚀而受到破坏,破坏的表面和未破坏的表面分别形成阳极和阴极,阳极处的金属成为离子而被溶解，产生电流流向阴极。由于阳极面积比阴极的小得多，阳极的电流密度很大，进一步腐蚀已破坏的表面。加上拉应力的作用，破坏处逐渐形成裂纹，裂纹随时间逐渐扩展直到断裂。这种裂纹不仅可以沿着金属晶粒边界发展，而且还能穿过晶粒发展。应力腐蚀过程试验研究表明：当金属加上阳极电流时可以加剧应力腐蚀，而加上阴极电流时则能停止应力腐蚀。一般认为压应力对应力腐蚀的影响不大。

编辑本段名词解释

应力腐蚀是指在拉应力作用下，金属在腐蚀介质中引起的破坏。这种腐蚀一般均穿过晶粒，即所谓穿晶腐蚀。应力腐蚀由残余或外加应力导致的应变和腐蚀联合作用产生的材料破坏过程。应力腐蚀导致材料的断裂称为应力腐蚀断裂。

编辑本段特征

一般存在拉应力，但实验发现压应力有时也会产生应力腐蚀。对于裂纹扩展速率，应力腐蚀存在临界KISCC，即临界应力强度因子要大于KISCC，裂纹才会扩展。一般应力腐蚀都属于脆性断裂。四、应力腐蚀的裂纹扩展速率一般为10- 6～10-3 mm/min，而且存在孕育期，扩展区和瞬段区三部分。

编辑本段机理

机理一般认为有阳极溶解和氢致开裂两种。应力腐蚀的机理仍处于进一步研究中。为防止零件的应力腐蚀，首先应合理选材，避免使用对应力腐蚀敏感的材料,可以采用抗应力腐蚀开裂的不锈钢系列,如高镍奥氏体钢、高纯奥氏体钢、超纯高铬铁素体钢等。其次应合理设计零件和构件，减少应力集中。改善腐蚀环境，如在腐蚀介质中添加缓蚀剂，也是防止应力腐蚀的措施。采用金属或非金属保护层，可以隔绝腐蚀介质的作用。此外，采用阴极保护法见电化学保护也可减小或停止应力腐蚀。词条图册更多图册

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什么是应力腐蚀？

金属材料在拉伸应力和腐蚀介质的共同作用下，发生的腐蚀现象称为应力腐蚀。

金属表面都有一层钝化膜（氧化保护膜），在钝化膜未被破坏时不发生腐蚀。在应力作用下，金属表面局部区域的钝化膜被撕破，露出活性金属表面，在介质作用下出现腐蚀，且其发展是逐渐加剧的。

应力腐蚀与单纯的应力破坏不一样，在极低的应力作用下也会发生破坏；与单纯由于腐蚀引起破坏也不同，腐蚀性很弱的介质，也能引起应力腐蚀破坏。应力与腐蚀二者相互促进，它往往在没有变形预兆的情况下而迅速断裂，很容易造成严重的事故。

在发电厂中，锅炉管道、汽轮机叶片、凝汽器铜管，均有发生应力腐蚀的可能性。

锅炉压力容器的应力腐蚀破裂

腐蚀破裂是因介质对材料的腐蚀而造成的结构破裂。金属材料的腐蚀有多种，按腐蚀机理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀；按腐蚀介质可分为氧腐蚀、硫腐蚀、酸腐蚀、碱腐蚀等；按腐蚀部位和破坏现象，可分为均匀腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳等。在锅炉压力容器部件的腐蚀中，应力腐蚀及其造成的破裂是最常见、危害最大的一种。

一、应力腐蚀及其特点

金属构件在应力和特定的腐蚀性介质共同作用下，被腐蚀并导致脆性破裂的现象，叫应力腐蚀破裂。应力腐蚀是特殊的腐蚀现象和腐蚀过程，应力腐蚀破裂是应力腐蚀的最终结果。应力腐蚀有以下特点：

1.引起应力腐蚀的应力必须是拉应力，且应力可大可小，极低的应力水平也可能导致应力腐蚀破坏。应力既可由载荷引起，也可是焊接、装配或热处理引起的残余应力。

2.纯金属不发生应力腐蚀，但几乎所有的合金在特定的腐蚀环境中都会产生应力腐蚀裂纹。极少量的合金或杂质都会使材料产生应力腐蚀。各种工程实用材料几乎都有应力腐蚀敏感性。

3.产生应力腐蚀的材料和腐蚀性介质之间有选择性和匹配关系，即当二者是某种特定组合时才会发生应力腐蚀。常用金属材料发生应力腐蚀的敏感介质如下表所示。

4.应力腐蚀是一个电化学腐蚀过程，包括应力腐蚀裂纹萌生、稳定扩展、失稳扩展等阶段，失稳扩展即造成应力腐蚀破裂。

二、锅炉压力容器中常见的应力腐蚀

1.液氨对碳钢及低合金钢容器的应力腐蚀液氨储器在充装、卸放及检修时，难免进入空气。接触了空气的液氨，在氧及二氧化碳的参与下，在应力特别是焊接残余应力的作用下，对钢材有强烈的腐蚀作用，使之产生应力腐蚀裂纹，并多产生于焊缝部位。钢材强度越高，产生应力腐蚀裂纹的倾向越大。最终导致容器破裂。

2.硫化氢对钢制容器的应力腐蚀湿的硫化氢，加上应力特别是焊接残余应力，可对钢制容器产生强烈的应力腐蚀，且在20℃左右的温度下最为严重。

3.苛性碱对锅炉锅筒或容器的应力腐蚀（碱脆或苛性脆化）这种应力腐蚀一般需要三个条件：较高的温度、较高的苛性碱浓度及较高（达到钢材屈服点）的拉伸应力。在锅炉锅筒的胀口、铆缝等部位，有可能满足上述三个条件，常由这些部位开始形成应力腐蚀开裂。含碱容器的接管、法兰部位及其他应力集中部位，也有碱脆开裂的例证。

4.氯离子对奥氏体不锈钢容器的应力腐蚀无论是高浓度的氯离子，还是高温高压水中微量的氯离子，均可对奥氏体不锈钢造成应力腐蚀。应力腐蚀裂纹常产生在焊缝附近，最终造成容器破裂。

5.潮湿条件下一氧化碳对气瓶的应力腐蚀工业一氧化碳气体中常含有二氧化碳和水分，