浅谈金属材料的应力腐蚀问题
应力腐蚀的特点
应力腐蚀的特点
和影响
应力腐蚀是一种金属材料缺陷形成的过程,它是由于应力集中而引起的材料缺陷,是一种不寻常的腐蚀现象。
特点:
1. 应力腐蚀的发生不受腐蚀介质的影响,不需要外部腐蚀介质的存在,但是需要有一定的应力集中。
2. 应力腐蚀的形成受应力的大小和时间的影响,应力越大,腐蚀的速度越快,而且腐蚀的深度也越深。
3. 应力腐蚀的形成不受金属材料的种类的影响,几乎所有的金属材料都可以受到应力腐蚀的影响。
4. 应力腐蚀的形成受温度的影响,温度越高,应力腐蚀的形成越快。
影响:
1. 应力腐蚀会对金属材料的强度和硬度造成影响,会使金属材料的强度和硬度降低。
2. 应力腐蚀会对金属材料的表面形貌造成影响,会使金属材料的表面变得不平整,影响金属材料的外观。
3. 应力腐蚀会对金属材料的密度造成影响,会使金属材料的密度降低。
4. 应力腐蚀会对金属材料的耐腐蚀性造成影响,会使金属材料的耐腐蚀性降低。
金属材料的应力腐蚀
金属材料的应力腐蚀金属材料的应力腐蚀开裂,是指在静拉伸力和腐蚀介质的共同作用下导致腐蚀开裂的现象。
它与单纯由应力造成的破坏不同,这种腐蚀在极低的应力条件下也能发生;它与单纯由腐蚀引起的破坏也不同,腐蚀性极弱的介质也能引起腐蚀开裂。
它往往是没有先兆的进展迅速的突然断裂,容易造成严重的事故。
因此它是一种危害性极大的破坏形式。
按照裂纹发展过程的电化学反应,可以把应力腐蚀分为两个基本类别:阳极反应敏感型和阴极反应敏感型。
阳极反应敏感型应力腐蚀,是指这类应力腐蚀裂纹的形成和发展过程是以裂纹处金属的阳极溶解为基础的,裂纹的成长速度也由金属阳极溶解速度决定。
阴极反应敏感型应力腐蚀,是指这类应反应过程中由于阴极吸氢而造成的脆性破坏,它也称为氢脆型应力腐蚀,也称氢脆。
通常说的应力腐蚀,指的是阳极反应敏感型应力腐蚀。
金属材料发生应力腐蚀的特征,可从四个方面说明1、应力产生应力俯视的应力主要是其中的静态部分,它可以是外加载荷或装配力(例如拧螺栓的力、胀接力等)引起的应力,也可以是构件在加工、热处理、焊接等过程中产生的内应力。
不管来源如何,导致应力腐蚀开裂的应力必须有拉伸应力的成分,压缩应力是不会引起应力腐蚀开裂的。
此外,这种应力通常是比较轻微的。
如果不是在腐蚀环境中,这样小的应力是不会使构件发生机械性的破坏。
构成破坏的应力值要根据材料、腐蚀介质等具体情况来确定。
2、腐蚀介质产生应力腐蚀的材料和介质并不是任意的,只有二者是某种组合时才会发生应力腐蚀。
引起普通钢应力腐蚀的腐蚀介质有:氢氧化物溶液;含有硝酸盐、碳酸盐、硫化氢的水溶液;海水,硫酸-硝酸混合液;融化的锌、锂;热的三氯化铁溶液;液氨。
引起奥氏体不锈钢应力腐蚀的介质有:酸性和中性的氯化物溶液;海水;熔融氯化物;热的氟化物溶液;日的氢氧化物溶液。
3、材料一般认为极纯的金属不产生应力腐蚀破坏,只有在合金或含有杂质的金属中才会发生。
4、破坏过程a.孕育阶段。
这是在应力腐蚀裂纹产生前的一段时间,为裂纹的成核作准备。
金属材料中的应力腐蚀研究
金属材料中的应力腐蚀研究随着现代化社会的发展,人们对于材料的要求越来越高。
金属材料是目前工程领域中最为常用的制造材料之一,因其具有优异的机械性能、电学性能和化学性能,被广泛应用于各种领域。
但是,在使用过程中,金属材料容易产生应力腐蚀,使其失去正常的使用寿命,因此对于应力腐蚀的研究显得尤为重要。
一、应力腐蚀的定义和发生机理应力腐蚀是指在金属材料受到应力同时又受到介质作用时所引起的一种腐蚀形式。
常见的应力腐蚀有三种形式,分别是氢致应力腐蚀、氧化腐蚀和晶间腐蚀。
应力腐蚀是一种十分危险的腐蚀形式,可能会导致材料的机械性能急剧下降,直接影响使用寿命和安全性。
应力腐蚀的发生机理很复杂,涉及到多种物理化学因素。
一般来讲,金属材料自身存在着内应力,而受到外加应力的影响,这些应力可能超过材料的破裂应力,从而导致金属材料发生应力腐蚀现象。
此外,介质中的物质也会对金属产生腐蚀,这种腐蚀因素在氢致应力腐蚀中更为明显。
二、应力腐蚀的危害性应力腐蚀对于金属材料的危害性非常大,主要包括以下几个方面:1. 会对材料的机械性能产生重大影响,降低材料的强度和韧性。
2. 会大量减缓材料的疲劳寿命,从而缩短其使用寿命。
3. 会导致材料出现裂纹和应力集中现象,进一步加剧材料的破坏。
4. 在某些特殊情况下,还会引发爆炸和火灾等危险事故。
因此,应力腐蚀研究不仅对于材料的发展十分重要,更是涉及到人们的安全和健康。
三、现有应力腐蚀研究方法为了防止和减少应力腐蚀的发生,科学家们已经发明了多种应力腐蚀研究方法。
当前常用的研究方法主要包括以下三种:1. 金属材料实验研究:这种方法主要是通过实验的方式来探究金属材料在应力腐蚀作用下的变化规律,从而研究应力腐蚀的机理和规律。
2. 数值模拟研究:这种方法主要是基于数值模拟方法,通过计算机模拟实验,对应力腐蚀现象进行分析研究。
3. 材料失效分析研究:这种方法主要是通过对于已经出现应力腐蚀问题的材料进行失效分析,从中总结出其发生应力腐蚀的原因和特点。
金属材料抗应力腐蚀性能分析及预防措施
金属材料抗应力腐蚀性能分析及预防措施摘要:在工业中,金属材料的应力腐蚀是个常见的问题。
本文通过深入分析金属材料应力腐蚀出现的原因及其特点,并提出了预防应力腐蚀的措施,比如合理选材,结构优化设计,工艺优化,缓腐蚀药剂来改变工作环境环境等,对金属材料防应力腐蚀有一定的积极作用。
关键词:金属材料焊接,应力腐蚀,预防措施一、金属材料应力腐蚀性产生的原因以及特点金属材料表面容易发生腐蚀开裂现象,这种腐蚀开裂是当金属材料暴露于在具有腐蚀性的环境中,且材料表面拉应力过大造成的。
产生金属材料表面应力腐蚀开裂特点,首先应力是产生腐蚀开裂首要条件,造成金属材料应力腐蚀开裂,必须要存在应力,尤其是存在拉应力。
那么这个应力又是如何产生的呢?金属材料表面产生的应力是由成型过程产生的。
比如,在焊接成型过程中,由于焊接热应力及焊接工装夹具夹紧力,致使部分残余应力不均匀的产生在零部件上,类似的有铸造应力,锻造应力,热处理应力等等,这些不均匀的应力就是金属材料表面脆弱的部位。
另外,金属材料大多应用在日常生活环境中,在这些环境中有大量腐蚀性物质,通过空气流通附着在金属材料的接口处和其他应力集中部位,嵌入到了金属材料中,腐蚀性物质在金属材料中堆积扩张,从而造成了扩张应力,进而引发了应力腐蚀裂纹。
第二,金属材料应力腐蚀性裂纹断裂,与时间成正比例关系,这种失效现象并不是出现应力后就立即产生的,而是随着时间的不断推移,逐渐产生扩大的一种腐蚀断裂问题,而这一点与氢致滞后开裂有非常大的相似性。
最后,造成金属腐蚀性断裂现象的应力一般都是低应力产生的,由于金属所处的环境具有一定的腐蚀性,这使得金属材料表面腐蚀部位整体变脆,在低应力出现的时候,就产生金属材料腐蚀性开裂现象。
在石油化工产业中,应力腐蚀性开裂是最常见的问题,也是主要造成石油化工产业中设备运行故障甚至出现失效现象的重要原因,金属材料应力腐蚀性裂缝,给石油化工企业正常施工造成了困扰,但是由于金属材料应力腐蚀性开裂的产生是无法预测的,所以这个问题也就成为石油化工产业中最大的安全隐患,他对石油化工产业的发展造成了极大的负面影响。
金属应力腐蚀问题的分析与解决
金属应力腐蚀问题的分析与解决在各种工业、冶金、航空、化工等行业中,经常会涉及到金属材料的应力腐蚀问题。
应力腐蚀是一种混合腐蚀方式,它同时发生了机械应力和化学反应的作用。
由于应力的作用,金属表面的保护层会破坏,使得金属材料失去保护,随后出现腐蚀现象。
这种腐蚀不仅会损坏金属材料的结构,也使得工业和制造业遭受重大损失。
因此,我们需要深入了解应力腐蚀问题的原因和解决方法。
1. 应力腐蚀的原因首先,了解应力腐蚀的原因十分关键。
应力腐蚀的产生原因与金属材料的性质、环境条件有关。
在工业和制造业中,金属材料经常承受着力学应力和化学腐蚀的双重作用,特别是在湿润的环境下更为容易出现应力腐蚀。
1.1 腐蚀环境对金属的影响腐蚀环境对金属材料的影响是造成应力腐蚀的一个主要原因。
在工业生产中,金属与环境很难完全隔离。
比如,水产生的湿气、氧气、盐等离子体都会产生腐蚀作用。
在这些腐蚀环境中,金属表面常常会存在氧化物、氢氧根等化学物质,这些都会进一步加剧腐蚀演变。
1.2 金属材料的应力敏感性金属材料的应力敏感性是引起应力腐蚀的另一个主要因素。
应力敏感性是指金属材料在受到一定的应力作用下,结构强度的改变程度。
在工业中,比如航空、核电站等行业,金属结构承受的应力常常达到其极限之外。
在这些环境下,金属材料的应力敏感度将对其腐蚀程度产生重要影响。
1.3 应力来源的多样性来源于机械装置的应变、制造缺陷、贮存过程、物料压力以及温差等对于金属材料的应力均为应力腐蚀产生的原因。
在工业生产中,正因为材料上存在着各类负荷,金属材料的强度常常需要具备一定的弹性。
这会使得金属材料在承受应力时出现塑性变形和纤维方向发生改变,从而导致应力场的分布不均匀。
2.解决应力腐蚀的方法了解应力腐蚀的产生原因之后,我们还需要探讨如何解决这个问题。
在工业制造和生产当中,应力腐蚀的出现会给我们的工作带来很多不便。
因此,我们需要有针对性地解决应力腐蚀问题。
2.1 合理的材料选择在制造中合理的材料选择是对应力腐蚀的有效解决方法之一。
金属材料应力腐蚀裂纹的探讨
金属材料应力腐蚀裂纹的探讨摘要金属被环境介质的化学以及电化学作用而受破坏过程即腐蚀。
根据工程实情,对应力腐蚀裂纹的形成等问题展开研究,对设计中怎样更有效地实施措施以防止金属材料应力腐蚀的现象发生以及在生产实践中怎样处理金属材料应力腐蚀裂纹的问题进行探究。
关键词金属材料;应力腐蚀;裂纹中图分类号:tg111.91 文献标识码:b 文章编号:1671-489x (2013)06-0131-021 应力腐蚀概论应力腐蚀指的是金属材料或结构处于静载拉应力与一定的腐蚀环境一起作用下所导致发生的脆性破裂。
1.1 金属材料应力腐蚀裂纹金属材料于一定的腐蚀环境中,被应力作用,因着金属本身微观径路在设限范围内产生腐蚀而呈现裂纹的现象称应力腐蚀裂纹。
应力腐蚀裂纹的特征是金属外表为脆性机械断裂。
裂纹只产生于金属的部分区域,由内向外发展,通常是与作用力保持垂直状态。
金属材料应力腐蚀裂纹同简单因应力导致的破坏不一样,其腐蚀在极其微弱的应力条件下也可以产生;金属材料应力腐蚀裂纹同单一因腐蚀造成的破坏也不一样,其腐蚀性最为微弱的介质也可以导致腐蚀裂纹。
而处于严重的全面腐蚀状况下,则不易发生应力腐蚀裂纹现象。
应力腐蚀外表没有变化,裂纹发展速度极快并且很难意料,因此可以说是一种具有极大危害性的破坏形式。
它的破坏往往是无法意料的,就发展速度而言,能够达到孔蚀的数百万倍。
导致设备发生渗漏现象及至爆炸,是所有腐蚀形态中最具危害的一种。
1.2 氢脆理论依据裂纹发展阶段的电化学反应,可将应力腐蚀划分成阳极和阴极两个反应敏感型。
具体说明:1)应力腐蚀阳极反应敏感指的是此类应力腐蚀裂纹的产生与发展阶段都是受裂纹处金属的阳极溶解制约的,裂纹的发展快慢也是由金属阳极溶解的快慢决定;2)应力腐蚀阴极反应敏感指的是此类应反应阶段中因阴极吸氢而导致的脆性破坏,其也称之为氢脆型应力腐蚀。
而氢脆裂纹指的是金属材料在应力作用下,因为腐蚀反应所产生的氢为金属所吸收出现氢蚀脆化导致的裂纹。
铝合金的应力腐蚀
铝合金的应力腐蚀
应力腐蚀是指在特定应力环境下,金属材料遭受腐蚀的现象。
对
于铝合金来说,也存在应力腐蚀的问题。
铝合金在一些特定条件下,如高温、高氯离子浓度、应力等环境
下容易发生应力腐蚀。
应力腐蚀会导致铝合金的力学性能下降,甚至
引发严重的破坏。
应力腐蚀对铝合金的影响是由于一些特定条件下,铝合金表面的
保护层受到破坏,使得金属表面裸露出来。
在高应力作用下,金属结
构上的缺陷、裂纹等容易与外界介质相互作用,加速金属腐蚀的进程。
为了避免铝合金遭受应力腐蚀,可以通过以下措施进行防护:
1. 避免高应力环境:避免在高应力环境下使用铝合金材料,如尽量避
免应用于高温、高氯离子浓度的场合。
2. 表面处理:通过表面处理方法,如阳极氧化、镀层等,形成一层保
护层,减弱金属表面遭受腐蚀的可能性。
3. 合理设计:在设计上合理避免应力集中,减少铝合金的应力水平,
从而降低应力腐蚀的风险。
4. 控制环境条件:控制环境中的温度、氧气、湿度等因素,尽量减少
对铝合金的腐蚀影响。
总之,铝合金在特定条件下容易出现应力腐蚀问题,因此在使用
时需要采取相应的防护措施来减少应力腐蚀的风险。
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。
金属材料应力腐蚀检测
常见应力腐蚀现象:属材料、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。
应力腐蚀发生的机理: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。
参考标准:1、《不锈钢在沸腾氯化镁溶液中应力腐蚀试验方法》YB/T5362-20062、《金属在硫化氢环境中抗特殊形式环境开裂实验室试验》GB/T 4157-20063、《金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验》第1部分:试验方法总则GB/T15970.1-19954、《金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验》第2部分:弯梁试样的制备和应用GB/T15970.2-20005、《金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验》第3部分:U型弯曲试样的制备和应用GB/T15970.3-19956、《金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第4部分:单轴加载拉伸试样的制备和应用》GB/T15970.4-20007、《金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验》第5部分:C型环试样的制备和应用GB/T15970.5-19988、《金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验》第6部分:恒载荷或恒位移下的预制裂纹试样的制备和应用GB/T15970.6-20079、《金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验》第7部分:慢应变速率试验GB/T15970.7-200010、《金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验》第8部分:焊接试样的制备和应用GB/T15970.8-200511、《金属在硫化氢环境中抗硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂的实验室试验》NACE TM0177-2005。
金属的应力腐蚀断裂与腐蚀疲劳断裂
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高铬的铁素体不锈钢的应力腐蚀敏感性较奥 氏体钢低得多。过去由于一般方法冶炼的铁素体 不锈钢表现出强烈的低温脆性,故在有氯脆的化
工设备中不能代替奥氏体钢。近十多年来,真空
法生产出低杂质(主要是O、C、N)的高铬钢,克
服了低温脆性。同时还注意到,此时的抗应力腐
蚀能也更好,因而成为解决氯脆的一条途径。
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三、钛及其合金的应力腐蚀
钛和钛合金发生应力腐蚀的环境也很繁多,包
Br , I 的水溶液,含N2O4的发烟硝酸, 括含 Cl ,
海水,水乃至蒸馏水;H2、Br2、Cl2、HCl等气体,
甲醇蒸气及湿大气,250℃以上的Mg、Sr、Ca、 Ba、Li、Na,K、Cs等的氯化物。
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纯钛和合金在盐水溶液中能耐应力腐蚀。钛和
第八章 金属的应力腐蚀断裂与腐蚀疲劳断裂
应力腐蚀断裂是指金属在某种特定环境(介质) 与相应水平的应力共同作用下发生的断裂;当仅有 此环境而无应力或应力水平太低,或者当仅有该水
平的应力而无该环境(介质)均不致发生断裂。所
谓特定的环境,是指只有当介质的成分和浓度范围
适当,才能导致某种相应金属的应力腐蚀断裂。
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四、其它 黄铜在含微量氨的大气中发生的季裂,是人们 最早了解的应力腐蚀现象。含Zn量高的黄铜更加
敏感, Zn<20%的红黄铜和青铜、铝青铜、磷青铜
的敏感性较低。铜镍合金则能抗应力腐蚀。
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工业纯铝一般不发生应力腐蚀。低强铝合金如
Al-Mn,Al-Si,Al-Mg(Mg<3%>)均有较好的抗应力 腐蚀能力。而热处理强化的Al-Cu和A1-Zn-Mg等合 金则倾向于应力腐蚀。铝合金的应力腐蚀主要发 生于含 Cl 的介质中,如海洋大气、海水等。在 N2O4、醇类、酯类、矿物油、乙烷、丙酮、苯中也 有应力腐蚀现象。
热处理对金属材料的应力腐蚀行为的影响
热处理对金属材料的应力腐蚀行为的影响热处理是一种重要的金属材料加工方法,通过控制材料的加热和冷却过程,可以改善材料的力学性能和耐腐蚀性。
此外,热处理还会对金属材料的应力腐蚀行为产生一定的影响。
本文将探讨热处理对金属材料应力腐蚀行为的影响机制及其研究现状。
一、热处理对金属材料的内应力影响热处理会引起金属材料内部的微观结构和组织的改变,从而改变其力学性能和内应力的分布。
内应力是金属材料在其各个部分受到的内部力的反应,它产生的来源包括塑性变形、原子偏差及相变等。
热处理过程中的加热和冷却会引起材料的组织类型和晶粒尺寸的改变,进而引起内应力的分布变化。
这些内应力的变化对金属材料的应力腐蚀行为具有重要影响。
二、热处理对金属材料应力腐蚀行为的影响机制1. 应力腐蚀裂纹的形成热处理过程中的内应力分布不均匀,容易造成材料的应力集中。
而腐蚀液体对应力集中处的金属材料更为敏感,容易产生各种缺陷和裂纹。
这些裂纹往往是应力腐蚀的起始点,进而导致材料的腐蚀破坏。
2. 金属结构和组织的改变热处理过程中,材料的组织类型和晶粒尺寸发生变化,对应力腐蚀行为有着重要影响。
例如,冷处理过程中形成的马氏体相对于奥氏体具有更高的强度和硬度,但其对应力腐蚀更为敏感。
此外,热处理还可引起材料的晶界和孪生界的移动和退化,进而影响其抗应力腐蚀性能。
三、热处理对金属材料应力腐蚀行为的研究现状研究表明,热处理对金属材料的应力腐蚀行为有明显的影响。
在高温高压的复杂腐蚀环境中,热处理工艺的选择和优化可以显著提高材料的应力腐蚀抗性。
研究人员通过材料微观结构的表征、腐蚀行为的测试以及模拟计算等手段,系统研究了热处理对不同金属材料应力腐蚀行为的影响规律,并提出了相应的改善措施和优化方案。
值得一提的是,热处理工艺不仅仅是一种能够提高金属材料性能的加工方法,也是一种可以改善材料抗应力腐蚀性能的重要手段。
研究人员对不同金属材料的热处理工艺进行了深入研究,以优化材料的抗应力腐蚀性能。
材料力学性能金属的应力腐蚀和氢脆
镍基合金
热浓NaOH溶液,HF溶 液和蒸汽
发烟硝酸,300℃以上旳
钛合金 氯化物,潮湿性空气及海
水
(3)一般以为,纯金属不会产生应力腐蚀,全部合金相应 力腐蚀都有不同程度旳敏感性,合金也只有在拉伸应力与 特定腐蚀介质联合作用下才会产生应力腐蚀断裂。
但在每—种合金系列中,都有相应力腐蚀敏感旳合金成 份。例如,铝镁合金中当镁旳质量分数不小于4%,相应力 腐蚀很敏感;而镁旳质量分数不不小于4%时,则不论热处 理条件怎样,它几乎都具有抗应力腐蚀旳能力。
第六章金属旳应力腐蚀和氢脆断裂
金属工件在加工过程中往往产生残余应力,在服役过程中 又承受外加载荷,假如与周围环境中多种化学介质或氢相接 触,便会产生特殊旳断裂现象,其中主要有应力腐蚀断裂和 氢脆断裂等,这些断裂形式大多为低应力脆断,具有很大旳 危险性。
本单元主要简介应力腐蚀、氢脆和腐蚀疲劳产生旳原因、 断裂特征和影响原因等,简介金属材料抵抗应力腐蚀、氢脆 和疲劳腐蚀断裂旳力学性能指标及预防其断裂旳措施。
➢ 与脆性断口相同。沿晶断裂,晶界面上有许多撕裂棱。 ➢ 实际断口裂纹扩展途径和KI有关:
KI高,穿晶韧窝; KI中,准解理; KI低,沿晶
➢ 断裂类型与杂质含量有关 杂质高——沿晶断裂 杂质低——穿晶断裂
三、钢旳HIC机理
高强钢HIC三阶段:
1)孕育阶段([H]钢中迁移[H]偏聚裂纹)
➢ 三个环节:氢原子进入钢中、氢在钢中旳迁移和氢旳 偏聚。 → 需要时间
腐蚀; 2.造成应力腐蚀破坏旳应力为极小应力。
钢丝应力腐蚀与一般拉应力断裂比较
二、应力腐蚀产生旳条件
(1)只有在拉伸应力作用下才干引起应力腐蚀开裂( 近年来,也发觉在不锈钢中能够有压应力引起)。
金属焊接中的应力腐蚀开裂分析与预防
金属焊接中的应力腐蚀开裂分析与预防在金属焊接中,应力腐蚀开裂是一个普遍存在的问题。
这种现象指的是在受到外部应力作用下,金属焊接接头出现应力腐蚀破裂的情况。
它会严重影响金属焊接接头的性能和使用寿命,因此对于应力腐蚀开裂的分析与预防非常关键。
本文将围绕着金属焊接中的应力腐蚀开裂,从分析其原因、影响因素和预防措施等方面进行探讨。
一、应力腐蚀开裂的原因应力腐蚀开裂的形成是由于金属焊接接头同时受到应力和腐蚀介质的作用,从而引发了金属腐蚀破裂。
其原因主要有以下几个方面:1.应力源:金属焊接接头中存在各种应力源,如冷却过程中的收缩应力、加热过程中的热应力、装配过程中的焊接残余应力等。
这些应力源的存在使得金属接头产生了内应力,为应力腐蚀开裂提供了条件。
2.腐蚀介质:金属焊接接头在使用环境中遭受到腐蚀介质的侵蚀,如酸性、碱性或盐性介质等。
这些腐蚀介质与金属焊接接头之间的相互作用会导致金属发生腐蚀,从而降低其力学性能和耐蚀性。
3.材料选择:金属材料的选择也会对应力腐蚀开裂起到重要影响。
一些材料本身就具有较高的应力腐蚀敏感性,容易发生腐蚀破裂。
此外,焊接接头处于退火状态下时,晶界与晶界附近区域的化学成分和晶界能对应力腐蚀开裂也具有影响。
二、应力腐蚀开裂的影响因素除了上述原因外,还有一些其他因素会进一步影响应力腐蚀开裂的产生与发展。
这些因素包括:1.温度:温度是影响应力腐蚀开裂的重要因素之一。
在一定温度范围内,金属的活化能和扩散速率会显著增加,从而加剧金属的腐蚀破裂。
2.应力:外部应力对金属焊接接头的应力腐蚀开裂有着直接影响。
当外部应力超过金属材料的抗应力裂纹扩展能力时,应力腐蚀开裂就会产生。
3.介质浓度:腐蚀介质的浓度对应力腐蚀开裂的发生和发展也起到重要作用。
高浓度的腐蚀介质会加速腐蚀破裂的速度。
三、应力腐蚀开裂的预防措施为了有效预防金属焊接中的应力腐蚀开裂,我们可以采用以下方法:1.材料选择:选择抗应力腐蚀开裂性能良好的金属材料,如高强度合金钢、不锈钢等。
金属设备的应力腐蚀及预防措施
金属/设备的应力腐蚀及预防措施一、应力腐蚀的机理和特点1.应力腐蚀--——金属/设备在拉应力和腐蚀介质同时作用下产生脆性破裂,叫应力腐蚀破裂.2.应力腐蚀破裂的裂缝形态-—-—主要有二种:a.沿晶界发展,称晶间破裂。
b.裂缝穿过晶粒,称穿晶破裂。
也有混合型,主逢为晶间型,支缝或尖端为穿晶型。
3.应力腐蚀的特征————a.必须存在拉应力(外加载核、热应力、冷/热加工或焊接后的残余应力等),若存在压应力则可抑制这种腐蚀.b.发生应力腐蚀开裂(SCC)必须同时满足材料、环境、应力三者的特定条件。
也就是说一般只发生在一定的体系,如奥氏体不锈钢/CI—体系,碳钢/NO—3体系,铜合金/NH+4体系等.根据介质主要成分为氯化物、氢氧化物、硝酸盐、氨、含氧水及硫化物等,而分别称为氯裂(氯脆)、碱裂(碱脆)、硝裂(硝脆)、氨裂(氨脆)、氧裂(氧脆),还有硫化物应力开裂等。
c。
应力腐蚀开裂与单纯由机械应力造成的开裂不同,它在极低的负荷应力下也能产生开裂。
d. 应力腐蚀开裂与单纯由腐蚀引起的开裂也不同,腐蚀性极弱的介质也能引起应力腐蚀开裂.其全面腐蚀常常很轻,而且没有变形预兆,即发生突然断裂,应力腐蚀是工业生产中危害性最大的一种恶性腐蚀类型。
4.应力腐蚀的机理----应力腐蚀的机理很复杂,按照左景伊提出的理论,破裂的发生和发展可区分为三个阶段:a。
金属表面生成钝化膜或保护膜。
b. 钝化膜或保护膜局部破裂,产生孔蚀或裂缝源。
c.裂缝内发生加速腐蚀,在拉应力作用下,以垂直于应力的方向深入金属内部。
裂缝多半有分枝,裂缝端部尖锐,端部的扩张速度很快,断口具有脆性断裂的特征.二、应力腐蚀试验方法根据应力的加载方法不同,应力腐蚀试验方法主要可分为以下四类:1.恒变形法----给予试样一定的变形,对其在试验环境中的开裂敏感性进行评定2.恒载荷法(SSCC)—--—方法有拉伸试验、弯梁试验、C形环试验、双悬臂梁试验,常用拉伸试验,即把单轴拉伸型的试样进行H2S水溶液应力腐蚀试验,试验介质为0.5%HAc+5%NaCl+饱和H2S水溶液,试验在恒负荷拉伸应力腐蚀试验机上进行.试验时按不同的应力级别(取材料屈服强度的百分比)分别对试样加载,经过一定时间后发生应力腐蚀开裂,记录其断裂时间。
钢铁冶炼中多次应力腐蚀的原因分析与控制
钢铁冶炼中多次应力腐蚀的原因分析与控制随着社会的发展,钢铁冶炼的重要性也越来越突出。
在钢铁冶炼的过程中,多次应力腐蚀问题是工程师们经常需要考虑的事情。
因此,本文将给出钢铁冶炼中多次应力腐蚀的原因分析与控制,以帮助工程师们更好地应对这个问题。
一、多次应力腐蚀的简介多次应力腐蚀是一种常见的腐蚀现象,是由于材料长时间受到应力作用,导致材料表面发生了腐蚀。
多次应力腐蚀现象会导致材料损坏,甚至最终导致材料破裂。
在钢铁冶炼生产过程中,多次应力腐蚀经常出现于各种设备中,比如管道、储罐、换热器等。
二、多次应力腐蚀的原因分析1、应力集中应力集中是导致多次应力腐蚀的一个主要原因。
当材料长时间受到局部应力作用时,就会导致材料发生应力集中,进而导致局部腐蚀。
在钢铁冶炼生产设备中,应力集中通常出现在一些特定的区域,比如焊缝、孔洞、凹陷等。
2、材料缺陷材料缺陷也是多次应力腐蚀的一个重要原因。
当钢铁冶炼设备中存在一些材料缺陷,比如裂纹、气孔、夹杂等,这些缺陷会导致材料的局部应力集中,最终导致发生多次应力腐蚀。
此外,这些材料缺陷还会导致材料的韧性降低,从而加速多次应力腐蚀的发生。
3、介质环境钢铁冶炼生产设备中的介质环境也是导致多次应力腐蚀的一个重要原因。
介质环境的不同导致腐蚀形式不同,同时不同类型的介质也对材料的腐蚀速率有影响。
比如在含有酸性介质的环境中,多次应力腐蚀通常会表现为晶间腐蚀现象。
而在含有碱性介质的环境中,多次应力腐蚀通常会表现为孔蚀现象。
三、多次应力腐蚀的控制方法1、提高材料质量钢铁冶炼生产设备运行过程中材料的品质是决定其使用寿命的关键因素之一。
提高材料质量可以使材料抗多次应力腐蚀的能力增强。
目前,钢铁冶炼生产中已经有许多高品质材料得到了广泛应用,这些材料可以有效地提高生产设备的使用寿命。
不过,这些高品质材料的成本相对较高,在实际应用中对生产成本产生了一定的影响。
2、控制环境介质钢铁冶炼生产设备中的环境介质是多次应力腐蚀的一个关键因素。
6-1 金属的应力腐蚀.
腐蚀电流: I=(Vc-Va)/R Vc-阴极电位 Va –阳极电位 R-微电池中的电阻
极化作用大(Vc-Va)↓=0 金属进入钝化状态, 腐蚀停止 去极化作用大(Vc-Va)↑ 腐蚀损伤
介于扩展区,最后瞬断区 断口呈黑色或灰色。 微观:沿晶断裂和穿晶断裂 泥状花样、腐蚀坑
第六章 金属的应力腐蚀和氢脆断裂
第一节 应力腐蚀
一、应力腐蚀及其产生条件
1、定义与特点 (1)定义
材料或零件在拉应力和腐蚀环境的共同作用下,经过一 段时间后所产生的低应力脆断现象叫应力腐蚀。
2、产生条件: 1)应力 :外应力 、残余应力 2)化学介质 :一定材料对应一定的化学介质 低碳钢-碱脆 A不锈钢-氯脆 铜合金-氨脆 3)金属材料 :化学成分—合金或杂质高的金属比纯金属敏感
Ⅰ初始阶段 主要取决于KI
Ⅱ稳定阶段 电化学过程起决定 lgda/dt 作用
Ⅰ ⅡⅢ
Ⅲ失稳阶段 取决于KI
KISCC KI KIC
可以估算机件的剩余寿命( Ⅱ阶段)
四、防止措施 1、合理选材
对介质不敏感的材料
p129
抗应力腐蚀的材料 高KISCC
四种高强度钢 抗拉强度为1650MPa时
2、减少或消除残余拉应力 冷变形或者焊接后的去除应力处理
表面处理形成残余压应力
3、改善化学介质 ↓有害的化学离子:如水的净化处理
加入缓蚀剂:
锅炉碱脆: 硝脆
加入强氧化剂 加入苛性钠
如硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐
4、采用电化学保护,使金属远离电化学腐蚀区域。
外加电流
牺牲阳极
位错结构等—平面状结构比波纹状结构敏感
二、应力腐蚀断裂机理及断口特征 1、机理 钝化膜破坏理论(滑移——溶解理论)
不锈钢应力腐蚀原理及防治方法
渗透后的明 显裂纹
21
使用建议
1 、列管式换热器的使用,如果工艺允许,建议循环水尽量走管程, 既能避免氯离子的富集,也容易清洗水垢; 2、列管式换热器中需冷却的物料温度控制尽量在 60℃以下,如果超 过80℃的要特别注意 3、物料中有易造成不锈钢SCC发生的环境时,一定要在设备条件中 提出,特别是卤素离子(Cl-、Br-等),以便于提前预防与避免。 4、解决发生SCC的三条途径 a 降低温度:高于 60℃的物料在用循环水冷却前,可以采用能量耦 合、风冷等形式,先将物料温度降低到60℃以下,再用水冷; b 消除应力:车间将 SCC所涉及的温度、物料成分提清楚后,设备 制造单位在制造时可采用减小焊接电流、控制焊接速度、控制层间 温度在 90℃以内、整体消除应力(在受应力的合金表面进行喷砂、 锤敲等处理,使表面层处于压应力状态,以提高抗 SCC性能。)等 办法减少应力,另外结构设计时增加膨胀节也可减少温差应力; c 选择材料:如果SCC无法控制,且制作质量无法保证的前提下,可 采用耐SCC的材料,目前常用的有双相不锈钢2205、2507等。 22
19
我们公司明显属于应力腐蚀开裂的情况出现过不少 1)603分厂压缩机工段冷凝器管板焊缝开裂 2)606分厂氨冷凝器管板与换热管焊缝开裂 3)609分厂塔内冷器管板与换热管焊缝开裂
a 换热管材料都是304不锈钢;
b 开裂处都为管板与换热管焊接处及焊接热影响区,存 在焊接残余应力; c 壳程都是循环水,换热温度都超过 60℃,在管板与换 热管缝隙处氯离子富集,浓度高 特定的合金,一定的应力,特定的腐蚀环境,造成了应 力腐蚀开裂。
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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。 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。
铝合金的应力腐蚀
铝合金的应力腐蚀1. 引言铝合金是一种广泛应用于航空、汽车、建筑和电子等领域的重要材料。
然而,铝合金在一些特殊环境中容易发生应力腐蚀,这对其使用寿命和性能造成了一定的影响。
本文将重点讨论铝合金的应力腐蚀问题,并深入研究其机理和影响因素。
2. 应力腐蚀的概念及机理2.1 应力腐蚀的定义应力腐蚀是指在特定环境中,当材料受到一定应力作用时,与该环境发生相互作用而导致材料发生损伤的现象。
与其他形式的损伤相比,应力腐蚀具有快速、不可逆转等特点。
2.2 应力腐蚀机理在铝合金中发生应力腐蚀时,通常涉及到三个主要因素:环境、应力和材料本身。
首先,特定环境中存在某种有害物质或电化学条件对铝合金产生损害。
其次,在受到外部或内部应力作用下,铝合金表面的保护膜可能会破裂或变薄,从而暴露出更多的金属表面。
最后,金属表面的暴露会导致更多的腐蚀反应发生,从而进一步加速应力腐蚀过程。
3. 铝合金应力腐蚀的影响因素3.1 环境因素环境因素是导致铝合金应力腐蚀的重要原因之一。
常见的环境因素包括温度、湿度、氧气浓度、pH值等。
高温、高湿度和高氧气浓度会加速铝合金表面发生氧化反应,进而促进应力腐蚀过程。
3.2 应力因素外部或内部施加在铝合金上的应力是引发应力腐蚀的另一个重要因素。
外部施加在材料上的静态或动态载荷会导致材料内部产生一定程度的塑性变形和残余应力,从而削弱了材料表面保护层并促进了局部化学反应。
3.3 材料本身铝合金本身在组织结构和成分上存在差异,这也会对应力腐蚀的发生产生影响。
晶界、金属间化合物、晶粒尺寸等因素都可能引发应力腐蚀的发生。
4. 铝合金应力腐蚀的预防和控制措施4.1 选择合适的材料在特定环境中,选择适合的铝合金材料是预防和控制应力腐蚀的关键。
不同铝合金材料对不同环境条件具有不同的耐腐蚀性能,因此需要根据具体使用条件选择相应材料。
4.2 表面处理技术通过表面处理技术可以增强铝合金表面的耐腐蚀性能。
常用的表面处理方法包括阳极氧化、化学镀等,这些方法可以形成一层致密且具有良好耐化学性能和机械强度的保护层。
材料的应力腐蚀
材料的应力腐蚀标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]材料应力腐蚀材料在应力和腐蚀环境的共同作用下引起的破坏叫应力腐蚀。
这里需强调的是应力和腐蚀的共同作用。
材料应力腐蚀具有很鲜明的特点,应力腐蚀破坏特征,可以帮助我们识别破坏事故是否属于应力腐蚀,但一定要综合考虑,不能只根据某一点特征,便简单地下结论。
影响应力腐蚀的因素主要包括环境因素、力学因素和因素。
原理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。
应力腐蚀一般认为有阳极溶解和氢致开裂两种。
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。
影响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。
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。
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,扩展区和瞬断区三部分。
容易发生应力腐蚀的设备发生这种腐蚀的主要设备有热交换器、冷却器、蒸汽发生器、送风机、干燥机和锅炉特点(1)造成应力腐蚀破坏的是静应力,远低于材料的屈服强度,而且一般是拉伸应力(近年来,也发现在不锈钢中可以有压应力引起)。
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浅谈金属材料的应力腐蚀问题
作者:陶勇
来源:《学习导刊》2013年第11期
【摘要】金属被环境介质的化学以及电化学作用而受破坏过程即腐蚀。
根据工程实情,对应力腐蚀裂纹的形成等问题展开研究,对设计中怎样更有效地实施措施防止金属材料应力腐蚀的现象发生以及在生产实践中怎样处理金属材料应力腐蚀裂纹的问题进行了探究。
【关键词】金属材料;应力腐蚀
1.应力腐蚀概论
应力腐蚀指的是金属材料或结构处于静载拉应力与一定的腐蚀环境一起作用下所导致发生的脆性破裂。
1.1 金属材料应力腐蚀裂纹
金属材料在一定的腐蚀环境中,被应力作用,因金属本身微观径路在设限范围内产生腐蚀而呈现裂纹的现象称应力腐蚀裂纹。
应力腐蚀裂纹的特征是金属外表为脆性机械断裂。
裂纹只产生于金属的部分区域,由内向外发展,通常是与作用力保持垂直状态。
金属材料应力腐蚀裂纹同简单因应力导致的破坏不一样,其腐蚀在极其微弱的应力条件下也可以产生;金属材料应力腐蚀裂纹同单一因腐蚀造成的破坏也不一样,其腐蚀性最为微弱的介质也可以导致腐蚀裂纹。
而处于严重的全面腐蚀状况下,则不易发生应力腐蚀裂纹现象。
应力腐蚀外表没有变化,裂纹发展速度极快并且很难意料,因此可以说是一种具有极大危害性的破坏形式。
1.2 氢脆理论
依据裂纹发展阶段的电化学反应,可将应力腐蚀划分成阳极和阴极两个反应敏感型。
具体说明如下:1)应力腐蚀阳极反应敏感指的是此类应力腐蚀裂纹的产生与发展阶段都是受裂纹处金属的阳极溶解制约的,裂纹的发展快慢也是由金属阳极溶解的快慢决定。
2)应力腐蚀阴极反应敏感指的是此类应反应阶段中因阴极吸氢而导致的脆性破坏,其也称之为氢脆型应力腐蚀。
而氢脆裂纹指的是金属材料在应力作用下,因为腐蚀反应所产生的氢为金属所吸收出现氢蚀脆化导致的裂纹。
2.金属材料发生应力腐蚀的特征
我们通常所讲的应力腐蚀,即阳极反应敏感应力腐蚀。
对于金属材料发生应力腐蚀的特征,我们可从以下四个方面来加以说明。
2.1 金属材料发生应力腐蚀裂纹必须是拉应力
只有处于应力(特别是拉应力)的状态下才会发生应力腐蚀裂纹。
发生应力俯视的应力属于其中的静态部分,它即可能是外加载荷或者装配力引发的应力,而且也可能是构件在制造、热处理、焊接等加工阶段中发生的内应力。
不论来源怎样,造成应力腐蚀裂纹的应力一定包含拉伸应力的成分,压缩应力是不能引发应力腐蚀裂纹的。
而且,此种应力往往是很轻微的。
若不是在腐蚀环境条件中,此弱小的应力是不能够让构件产生机械性的破坏。
2.2 促成一定金属材料产生应力腐蚀的环境介质是特定的
发生应力腐蚀的材料与介质并非任意的,只在两者处于某种组合时才能产生应力腐蚀。
引发一般钢应力腐蚀的腐蚀介质包括的溶液是:氢氧化物;含有硝酸、碳酸盐、硫化氢的水;海水,硫酸与硝酸混合;融化的锌、锂;热状态的三氯化铁;液体氨。
引发奥氏体不锈钢应力腐蚀介质包括的溶液是:具有酸性、中性的氯化物;海水;热融的氯化物;热状态的氟化物、氢氧化物。
2.3 金属材料
通常在极纯的金属不会发生应力腐蚀破坏,只是处于合金或者包含杂质的金属中才能够产生。
因为金属材料与腐蚀环境互相作用的状况不尽相同,金属材料应力腐蚀裂纹也都不尽相同。
2.4 破坏过程
金属材料应力腐蚀裂纹,往往在没有意料的状况下突然产生,因此危害性非常大;具体表现为如下几个阶段:1)孕育阶段。
系金属材料在应力腐蚀裂纹发生之前的时段,也是裂纹的成核前的准备时段。
2)裂纹稳定发展阶段。
在金属材料应力与腐蚀介质的互相作用下,裂纹渐渐发展时段。
3)裂纹缺少稳发展阶段。
此为最终的机械性破坏。
3.影响金属材料应力腐蚀裂纹的因素
3.1 环境方面
奥氏体不锈钢针对卤化物元素是比较敏感;同理,有些铜合金针对含氨的环境也敏感。
奥氏体不锈钢原本针对氯化物发生应力腐蚀十分敏感,可氯或者卤素离子并非唯一的决断因素,发生SCC还应当有氧存在。
从对加铌的18-8不锈钢分析中得出结论,只需其中拥有百万分之几的氧就可以与氯化物一同促成应力腐蚀。
奥氏体不锈钢于沸腾的MgCl2溶液内,唯氮浓度超出500X10-6才出现SCC,而若氮浓度低于500X10-6时,就不产生应力腐蚀。
3.2 力学方面
通过对高强度铝合金7075-T6板材实验,若顺着轧制方向取样板实施拉伸试验,对应力腐蚀的抗力达到最强,门槛应力为420MPa;若顺着板宽方向取样板实施拉伸试验,其门槛应力
达224MPa;若顺着板厚方向取样板实施拉伸试验,门槛应力只达49MPa,几乎只达到轧制方向的十分之一。
热处理金属材料的不同强度,影响着金属材料应力腐蚀的裂纹发展速度与应力强度因素的关系,由此可见,当金属材料屈服强度居高时,裂纹发展呈现出两个阶段,开始阶段裂纹发展速率随应力强度因素的增大多而增高,当应力强度因素增添到一定的数据时,裂纹发展速率便持续恒定不再同应力强度因素有关。
此实验结果很具有典型性,几乎把全部的高强度钢其中包含马氏体时效钢,以及高强度铝合金均具有如此规律。
3.3 冶金方面
共包括三方面的影响:1)金属材料成份;2)金属材料组织;3)金属材料强度。
4.金属材料应力腐蚀裂纹控制途径
金属材料应力腐蚀裂纹是应力与腐蚀环境互相作用导致的。
因此,只要去除应力与腐蚀环境二者其中的任一因素,就能够防止裂纹的出现。
现实上既没有办法全部去除装置于建造时的残留应力,又没有办法让装置全部甩脱腐蚀性环境。
采取以上办法防止应力腐蚀是不能够做到的。
所以,往往是利用改变材料的办法克服这个问题。
除此之外,焊缝部位因为热应变功效会发生较大的残余应力,而添加热量及冷却的热循环阶段,也会让金属材质出现变化。
因此针对焊缝部分应比针对焊接本体更为注意,应当细致检查是否产生了金属材料应力腐蚀裂纹。
具体可从以下四个方面进一步说明:1)应力抑制。
降下拉伸应力,去除残余应力,可压低金属材料应力腐蚀裂纹敏感性;2)材料抑制。
选取耐应力腐蚀金属材料,在金属材料应力腐蚀体系中,金属材料的屈服强度越高,就越低;3)采取阴极保护的措施;4)腐蚀抑制。
有效改进设计,添充缓蚀剂或者消除介质内有害成分。