金屬材料應力腐蝕開裂需要哪些條件?
應力腐蝕開裂是指由於殘餘應力或外加應力引起的金屬的腐蝕和應變共同作用導致開裂的過程。
儘管近年來聚合物和複合材料的就用越來越多,但金屬仍然是重要的結構材料,
不幸的是,金屬會受到腐蝕的侵害(貴金屬除外,如黃金和鉑金,它們在常規條件下使用是相當罕見的)。腐蝕可以有多種形式,這裡要談的是腐蝕和機械應力相互作用的開裂形式。這種類型的失效被稱為應力腐蝕開裂,
然而,這種區別是相當武斷的,我們常常不確定SCC的機制,實際上許多氫導致的失效也通常會歸因於SCC。同樣,其他特定的應力腐蝕開裂過程已經獲得了自己的名字;“季裂”是指黃銅在含有氨的環境開裂;“堿脆”是指鋼在強鹼中開裂等。
季裂最早發現是黃銅彈殼的一種應力腐蝕開裂失效形式,這一現象來自在印度的英國軍隊。在雨季裡,軍事活動會暫時性減少,彈藥被存放在馬廄裡,直到乾燥的天氣再取回。
SCC是一種陰險的腐蝕形式,
幸運的是,SCC的發生取決於三個條件必須同時達成:
a) 敏感材料。蒼蠅不叮無縫的雞蛋,要生髮生應力腐蝕開裂,
b) 容易引起應力腐蝕開裂的環境。即使材料敏感,沒有導致應力腐蝕開裂的介質也是不會發生應力腐蝕開裂的,它好比硬幣的AB面。環境介質也是應力腐蝕開裂的重要條件。
c) 足夠的拉應力。通常認為靜態拉應力是導致應力腐蝕開裂的充分必要條件。有人會問,那要是交變載荷呢?小編認為可能要歸於腐蝕疲勞了。為什麼說發生應力腐蝕開裂需要足夠的靜態拉應力呢?因為它需要滿足一個腐蝕狀態下的臨界應力強度因數。
應力腐蝕開裂在通常結構材料中是比較罕見的,但在海洋、電廠、化工和石油鑽采等領域是非常常見的破壞形式,並且這種失效可能造成的代價是十分巨大的。
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