工业腐蚀与防护--14疲劳腐蚀

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基本概念在交变应力和腐蚀介质同时作用下，金属的疲劳强度或疲劳寿命较无腐蚀作用时有所降低，这种现象叫做腐蚀疲劳。这里所谓“无腐蚀作用”，一般是指在空气中金属的疲劳行为。
腐蚀疲劳发生机理
(1)由孔蚀或其他局部腐蚀起源导致裂纹
孔蚀或其他局部腐蚀造成缺口、缝隙，会引起应力集中，对于在交变应力下的光滑表面上生成裂纹起着起点的作用。但是，不能单纯用缺口效应来解释，因为试验证明，在产生孔蚀的条件下做疲劳试验确实促进裂纹的发生;而把电位控制在不产生孔蚀的电位区，在同样的交变应力作用下却也能发生腐蚀疲劳。所以，应当把蚀坑内部表面的化学状态特异性(活性溶解的腐蚀作用)同应力集中结合起来进行解释。
(2）滑移促进腐蚀，而腐蚀又影响滑移。

(3) 由于堆积位错的优先溶解促进滑移粗化
腐蚀疲劳产生的条件
腐蚀疲劳与应力腐蚀开裂的关系应当强调指出，交变应力必须和腐蚀介质同时作用才能引起腐蚀疲劳。腐蚀疲劳对任何金属在任何腐蚀介质中都可能发生，也不要求特定的材料和介质组合。
具有应力腐蚀开裂敏感性的材料，受交变应力作用时，如果应力半幅在能产生应力腐蚀开裂的临界值以下，则只能产生腐蚀疲劳:如果高于应力腐蚀开裂的临界应力，随着应力交变速率的降低，可能产生应力腐蚀开裂与腐蚀疲劳混合存在的情况。
影响腐蚀疲劳的因素
(1)力学因素
1、频率的影响。在所有的情况下，腐蚀随着频率的下降而增加。这是由于频率的下降，使腐蚀介质与试样的腐蚀反应的时间增加。
2、应力波形的影响。应力波形对腐蚀疲劳的影响，正脉冲波和负锯齿波对耐腐蚀疲劳性能损害较小，而三角波、正弦波和正锯齿波的损害较大。重叠小波促进腐蚀疲劳裂纹的发生，使腐蚀疲劳寿命锐减。
(2)材料因素
以空气疲劳强度为基准，水或3%NaCI水溶液都显著地降低了典型结构材料的疲劳强度，但降低程度则因材料而异。
(3)环境因素
介质的腐蚀性大小对腐蚀疲劳影响较大。一般情况是，当介质的腐蚀性较强时，腐蚀疲劳强度则较低，但若进一步提高介质的腐蚀性，开裂速度反而变慢。
防止措施
1、合理选材。一般说来，抗点蚀能力高的材料，其腐蚀疲劳强度也较高;而应力腐蚀断裂敏感性高的材料，其腐蚀疲劳强度也较低。强度愈高的钢种，其腐蚀疲劳敏感性愈大，腐蚀疲劳门槛值反而愈低，这与应力腐蚀的情况类似，选择强度低的钢种，反而完全。
2、降低应力。改进设计，降低应力。避免尖锐缺口，减小应力集中;采用消除残余内应力的热处理;采用喷丸等表面处理给材料表面造成压应力，使表面层有残余压应力。
3、减少应力波动。对于静设备如石油化工容器和储罐，要尽量保持生产工艺稳定，减少压力波动;对动设备如压缩机、泵等要注意减少振动。
4、减少腐蚀。设计上应避免形成缝隙。另外，常用的措施有涂层、缓蚀剂及电化学保护

工业腐蚀与防护汇总贴
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