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[原创] 应力腐蚀是什么鬼?(一)

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本帖最后由 B0SS 于 2020-1-31 12:47 编辑

腐蚀在化学工业中是最为常见的现象。下面我们来介绍下它的构成:局部腐蚀和全部腐蚀。局部腐蚀又分为应力腐蚀开裂、点腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀疲劳以及缝隙腐蚀。
点腐蚀:点腐蚀简称点蚀,是指金属表面在腐蚀介质中形成小孔的一种极为局部的腐蚀形态,亦称孔蚀。腐蚀小孔孤立地存在,有些则紧凑地在一起。孔蚀使金属失重很少,但能使设备穿孔破坏。孔蚀是电化学反应中阳极反应的独特形态。如若该金属在此介质中虽呈钝态,但介质中含的活性阴离子(如氯离子)仍可优先地有选择地吸附在钝化膜上,在特定点(如缺陷处、含杂质处)上与钝化膜中的阳离子结合成可溶性的化合物,该处便发生腐蚀小点,成为点蚀核(约20~30pm)。再继续发展可成为蚀孔 。
image.png

晶间腐蚀:晶间腐蚀是局部腐蚀的一种。沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。主要由于晶粒表面和内部间化学成分的差异以及晶界杂质或内应力的存在。晶间腐蚀破坏晶粒间的结合,大大降低金属的机械强度。而且腐蚀发生后金属和合金的表面仍保持一定的金属光泽,看不出被破坏的迹象,但晶粒间结合力显著减弱,力学性能恶化, 不能经受敲击,所以是一种很危险的腐蚀。通常出现于黄铜、硬铝合金和一些不锈钢、镍基合金中。

image.png
腐蚀疲劳在交变载荷和腐蚀性介质交互作用下形成裂纹及扩展的现象。由于腐蚀介质的作用而引起抗疲劳性能的降低(疲劳强度是指材料在无限多次交变载荷作用而不会产生破坏的最大应力,称为疲劳强度或疲劳极限。实际上,金属材料并不可能作无限多次交变载荷试验)。在交变载荷下首先在表面发生疲劳损伤,在连续的腐蚀环作用下最终发生断裂或泄漏。对应力腐蚀敏感或不敏感的材料都可能发生腐蚀疲劳,因此没有一种金属或合金能抗腐蚀疲劳。腐蚀疲劳裂纹通常为穿晶型的。与应力腐蚀有一个不同点是,裂纹的应力强度因子(反映裂纹尖端弹性应力场强弱的物理量称为应力强度因子)。即使小于单纯应力腐蚀的临界应力强度因子值(KISCC)时裂纹也会随着时间而扩展。腐蚀疲劳的最后断裂阶段是纯机械性的,与介质无关。
image.png
缝隙腐蚀是指在腐蚀介质中的金属表面上,在缝隙和其他隐蔽的区域内发生的局部腐蚀。孔穴、垫片接触面、搭接缝内、沉积物下、紧固件缝隙内是常发生缝隙腐蚀的地方。凡是依靠氧化膜或钝化层抗腐蚀的金属特别易发生这种腐蚀。在许多介质中,特别是含氧的介质中会发生缝隙腐蚀。缝隙腐蚀也是一种电化学腐蚀。
image.png

全面腐蚀是最常见的腐蚀形态,其特征是腐蚀分布于金属的整个表面,使金属整体减薄。发生全面腐蚀的条件是:腐蚀介质能够均匀地抵达金属表面的各部位,而且金属的成分和组织比较均匀。例如碳钢或锌板在稀硫酸中的溶解,以及某些材料在大气中的腐蚀都是典型的全面腐蚀。
image.png

应力腐蚀又是什么鬼呢?应力腐蚀是指材料、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。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(金属晶粒指在液态金属冷却凝固过程中,金属原子形成的若干以晶核为核心按照一定的规则不断地排列起来的晶体。),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。
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应力腐蚀开裂的特征:
(1)工作状态下构件所承受的外加载荷形成的抗应力;
(2)加工、制造、热处理引起的内应力;
(3)装配、安装形成的内应力;
(4)温差引起的热应力;
(5)裂纹内因腐蚀产物的体积效应造成的楔入作用也能产生裂纹扩展所需要的应力。
产生应力腐蚀破裂的材料——介质组合。如下表所示。
合金
介质
铝合金
氯化物、潮湿的工业大气、海洋大气
铜合金
铵根离子、胺
镍基合金
热浓氢氧化钠、氢氟酸蒸气
钛合金
氯化物、甲醇、温度大于
290℃固体氯化物
低碳钢
沸腾的氢氧化钠、沸腾的硝酸盐
油田用钢
硫化氢、二氧化碳
低合金高强度钢
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沸腾的氯化物、沸腾的氢氧化钠、连多硫酸
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很好的基础贴,非常感谢楼主的慷慨分享

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贴子非常棒,学习了

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学习了 多谢楼主分享!

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謝謝分享,學習!!!!!!!!!

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