什么是应力腐蚀，应力腐蚀发生的条件

很多朋友对什么是应力腐蚀，应力腐蚀发生的条件不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

作为人类生存和发展的物质基础，金属材料的腐蚀每年都给人类社会带来巨大的财产损失，也造成大量的腐蚀失效事故。腐蚀失效有多种形式，据相关统计，应力腐蚀引起的金属材料失效比例最大。应力腐蚀开裂是一种“灾难性腐蚀”。与应力腐蚀有关的桥梁倒塌、飞机失事、油罐爆炸、管道泄漏等都给人类带来了巨大的生命和财产损失。

应力腐蚀金属材料在各种环境中服役时，即使没有载荷也会腐蚀，导致失重。当存在应力时，特定环境下的腐蚀会引起裂纹形核和扩展，导致延迟开裂，这种现象称为应力腐蚀。应力腐蚀开裂(SCC)不同于由简单应力引起的开裂，它也可以在非常低的载荷应力下发生。它也不同于简单的腐蚀，即使是弱腐蚀性的介质也能引起应力腐蚀开裂。

应力腐蚀开裂是一种“隐伏”的腐蚀形式，会显著降低机械强度，但金属损失很小。损坏不太明显，很难通过意外检查发现。应力腐蚀裂纹会引发部件和结构的快速机械断裂甚至灾难性故障。在应力腐蚀过程中，如果形成微裂纹，其扩展速度比其他类型的局部腐蚀快几个数量级。应力腐蚀发生的条件应力腐蚀开裂的发生需要满足三个必要条件：

a)敏感材料。俗话说，苍蝇不叮无缝的蛋，要产生应力腐蚀开裂，首先得是敏感材料。材料的敏感性给了我们一个提示，在一些可能发生应力腐蚀开裂的工况下，应该慎重选择材料。应力腐蚀开裂(SCC)是在含氯环境中使用的奥氏体不锈钢(如304)的特殊问题。奥氏体不锈钢是面心立方金属，特别容易发生应力腐蚀开裂，这是由晶体结构决定的。

b)容易引起应力腐蚀开裂的环境。即使材料是敏感的，不引起应力腐蚀开裂的介质也不会引起应力腐蚀开裂，这就像硬币的A/B面。环境介质也是应力腐蚀开裂的重要条件。

c)足够的拉伸应力。一般认为静态拉应力是应力腐蚀开裂的必要条件。可能有人会问，交变负荷怎么办？我认为这可能是由于腐蚀疲劳。为什么应力腐蚀开裂需要足够的静态拉应力？因为它需要满足腐蚀状态下的临界应力强度因子KISCC。让我们来看看吧。开裂过程中应力腐蚀开裂的特征主要包括以下几个方面：

1、裂纹通常源自金属表面。裂纹方向为“树枝状”，主干为主裂纹，沿收敛方向指向裂纹源2、裂纹扩展可能为穿晶、沿晶或混合；断口上常有腐蚀产物3、穿晶延伸断口多为解理和准解理，有时混有沿晶或韧窝4、沿晶延伸断口呈冰糖状，有时混有少量准解理或沿晶和韧窝的不同合金的腐蚀介质。

我们来看一个实际案例：某燃气机进行气缸盖密封水压试验时，出现漏水问题，拆开检查后发现火花塞衬套开裂。衬套材料为铸造黄铜ZCuZn38(H62)，这是一种工业上广泛使用的有色金属合金。工艺流程为：铸造铜排热压加工机械加工组装测试。仔细观察衬套，发现表面有两条裂纹，从衬套肩部沿轴向向下延伸。裂缝比较平坦，几乎平行，延伸到肩部内侧，逐渐变窄。

随后用金相显微镜进行金相检验，断口呈脆性断裂。沿轴向打磨、抛光和腐蚀后，观察裂纹和金相组织。裂纹呈不规则连续分叉状，尾部呈尖锐树枝状，符合应力腐蚀裂纹的典型特征。

之后，进行应力检测。经测量，衬套肩部上外壁、倒角外壁和细颈内表面的拉应力较大，与实际裂纹起源位置一致。结合衬套的工作环境，在加工过程中，衬套与刀具频繁接触，受力，其尺寸变化，必然会产生一定的残余应力；数控机床精加工使用的切削液中含有S、卤族元素等添加剂，使衬套在一定时间内处于潮湿和腐蚀的环境中。

可以推断衬套的开裂机制为应力腐蚀沿晶脆性开裂。

应力腐蚀的预防措施最后说说应力腐蚀的预防措施。一般来说，预防可以从三个方面进行：

材料选择：根据使用环境和腐蚀介质选择合适的材料。消除应力：改进结构设计，减少应力集中，避免腐蚀介质的积聚，尽量避免产生较大的残余应力。改善培养基环境：控制或减少培养基中的有害成分；向腐蚀介质中加入缓蚀剂；通过改变电位，促进成膜，防止吸附氢气或有害物质等。影响电化学反应动力学，起到缓蚀作用；改变环境的敏感度。审计刘清

以上知识分享希望能够帮助到大家！