【W(wǎng)F2腐蝕等級(jí)測試】應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)原理及特性

一、形成應(yīng)力腐蝕裂紋的基本條件如下:

(1) 金屬材料是合金也包括微量元素的合金，純金屬一般不發(fā)生應(yīng)力腐蝕裂紋；

(2) 材質(zhì)與腐蝕介質(zhì)的匹配并非任何金屬材料與任何介質(zhì)都能產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋，它們有一定的匹配關(guān)系；

(3) 必須存在拉應(yīng)力，拉應(yīng)力可以是工作應(yīng)力和焊接殘余應(yīng)力。焊接殘余應(yīng)力通常在焊縫及近縫區(qū)為拉應(yīng)力，有時(shí)高達(dá)材料的屈服點(diǎn)。所以即使焊接結(jié)構(gòu)不承受載荷，只要材質(zhì)與腐蝕介質(zhì)符合匹配關(guān)系也會(huì)引起應(yīng)力腐蝕裂紋。

二、應(yīng)力腐蝕的發(fā)生條件和特征：

(1) 必須是拉應(yīng)力；

(2) 構(gòu)成一定材料發(fā)生應(yīng)力腐蝕的環(huán)境介質(zhì)是特定的；

(3) 應(yīng)力腐蝕破裂速度遠(yuǎn)大于其他局部腐蝕速度，但比純力學(xué)(機(jī)械)斷裂速度小得多；

(4) 應(yīng)力腐蝕斷裂，常在無明顯預(yù)兆的情況下突然發(fā)生，故其危害性極大；

(5) 裂紋形態(tài)有晶間型、穿晶型和混合型3種；

(6) 斷口形貌，宏觀上屬于脆性斷裂，其微觀上可觀察到斷面上仍有塑性流變痕跡。

三、根據(jù)應(yīng)力加載的方法不同，應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)方法主要分為四類：

(1) 恒變形法：給予試樣一定的變形，對其在試驗(yàn)環(huán)境中的開裂敏感性進(jìn)行評定；

(2) 恒載荷法：即把單軸拉伸型的試樣沿軸向施加應(yīng)力,在腐蝕介質(zhì)中試驗(yàn),比較斷裂時(shí)間的長短,或利用應(yīng)力與斷裂時(shí)間的關(guān)系曲線,來提出應(yīng)力腐蝕開裂的臨界應(yīng)力σscc；

(3) 慢應(yīng)變速率法：是在專門設(shè)計(jì)的慢應(yīng)變速率應(yīng)力試驗(yàn)機(jī)上，使試樣在腐蝕介質(zhì)中以一定的應(yīng)變速度拉伸，直至斷裂。分析試樣的破斷情況和斷口特征等，以評定其應(yīng)力腐蝕開裂敏感性；

(4) 斷裂力學(xué)法：使用楔形張開加載型試樣進(jìn)行研究，以預(yù)先制有裂紋的試樣給以各種K值，測定裂紋停止擴(kuò)展的臨界值KISCC。

四、可產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破壞的金屬材料－環(huán)境的組合主要有以下幾種：

(1) 對碳鋼和低合金鋼，介質(zhì)有堿液，硝酸鹽溶液，無水液氨，濕硫化氫，醋酸等；

(2) 對奧式體不銹鋼，介質(zhì)有氯離子，氯化物+蒸汽，硫化氫，堿液等；

(3) 對含鉬奧式體不銹鋼，介質(zhì)有堿液，氯化物水溶液，硫酸+硫酸銅的水溶液等；

(4) 對黃銅，介質(zhì)有氨氣及溶液，氯化鐵，濕二氧化硫等；

(5) 對鈦，介質(zhì)有含鹽酸的甲醇或乙醇，熔融氯化鈉等；

(6) 對鋁，介質(zhì)有濕硫化氫，含氫硫化氫，海水等。

五、應(yīng)力腐蝕破裂控制途徑：

(1) 降低應(yīng)力，消除殘余應(yīng)力；

(2) 選用耐應(yīng)力腐蝕材料；

(3) 采用陰極保護(hù)；

(4) 添加緩蝕劑或除去介質(zhì)中有害成分。

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