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災(zāi)難性的應(yīng)力腐蝕

2018-08-01 11:39:32 作者：本網(wǎng)整理來源：第一壓鑄分享至：

應(yīng)力在我們生活工作中是非常常見的，相信每一位都不陌生，腐蝕更是隨處可見，但是當(dāng)這兩者疊加到一起時(shí)，帶來的事故都是破壞性的，不可修復(fù)的。如果是在模具上，常常會(huì)引起模具開裂報(bào)廢，如果是在橋梁、飛機(jī)、容器管道則會(huì)導(dǎo)致橋梁坍塌，飛機(jī)失事，容器管道泄漏等巨大的財(cái)產(chǎn)和生命的損失。應(yīng)力腐蝕導(dǎo)致失效之所以不起眼，是因?yàn)樵谑r(shí)，應(yīng)力（一般是靜應(yīng)力、拉應(yīng)力）也是非常低的，腐蝕也是極輕微的，兩者在特定的條件下就導(dǎo)致裂紋很快產(chǎn)生并擴(kuò)展，所以往往導(dǎo)致意外發(fā)生。

每種不同的材質(zhì)其特定的應(yīng)力腐蝕介質(zhì)是不一樣的。碳鋼和低合金的特定介質(zhì)有NaOH溶液，含有硝酸根，硫化氫水溶液，海水，海洋大氣和工業(yè)大氣，硫酸—硝酸混合液，三氯化鐵溶液，濕的CO—CO2，空氣；高強(qiáng)度鋼的特定的介質(zhì)有蒸餾水，濕大氣，氯化物溶液，硫化氫，從這個(gè)特定介質(zhì)可以看出來，氯化物正是高強(qiáng)度鋼的特定的腐蝕介質(zhì)，濕大氣也比較常見，這個(gè)特定介質(zhì)我們的模具在使用的過程中很容易就滿足了。

應(yīng)力腐蝕是危害最大的腐蝕，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，各種腐蝕所占的比例如下，可見應(yīng)力腐蝕的比例是非常大的。

靜態(tài)的拉應(yīng)力則主要來自于以下幾個(gè)方面：

1. 工作狀態(tài)下構(gòu)件所承受的外加載荷形成的抗力；

2. 加工，制造，熱處理引起的內(nèi)應(yīng)力；

3. 裝配，安裝形成的內(nèi)應(yīng)力；

4. 溫差引起的熱應(yīng)力；

5. 裂紋內(nèi)因腐蝕產(chǎn)物的體積效應(yīng)造成楔入作用也能產(chǎn)生裂紋擴(kuò)展所需要的應(yīng)力整個(gè)應(yīng)力。

腐蝕裂紋的過程如下，特點(diǎn)如下：

a. 裂紋的形成時(shí)間約占整個(gè)時(shí)間的90%

b. 裂紋達(dá)到臨界尺寸后，由純力學(xué)作用裂紋失穩(wěn)瞬間斷裂，整個(gè)過程時(shí)間與材質(zhì)、應(yīng)力大小、腐蝕速率有關(guān)

c. 裂紋起源于表面腐蝕處，裂紋擴(kuò)展方向垂直于拉應(yīng)力方向，裂紋一般呈樹枝狀（見d項(xiàng)所示圖）

d. 裂紋的途徑一般有沿晶型、穿晶型和混合型（見下圖所示）

e. 裂紋擴(kuò)展速度快，裂紋尖端的腐蝕會(huì)加快裂紋的擴(kuò)展

f. 應(yīng)力腐蝕破壞的斷口，其顏色灰暗，表面常有腐蝕產(chǎn)物

g. 一般是脆性斷裂，不會(huì)有明顯的塑性變形h. 純金屬一般不發(fā)生應(yīng)力腐蝕，含雜質(zhì)或者合金的才會(huì)發(fā)生。

總結(jié)：

1.綜合應(yīng)力及腐蝕的機(jī)理，產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕主要有4個(gè)方面的因素：環(huán)境、電化學(xué)、力學(xué)、冶金，各因素影響的關(guān)系大致見下圖

2.預(yù)防措施

a）選材：選用雜質(zhì)少，材質(zhì)均勻，且根據(jù)所使用的環(huán)境和腐蝕介質(zhì)對(duì)材質(zhì)做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整

b）消除應(yīng)力：改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減小應(yīng)力集中和避免腐蝕介質(zhì)的積存，通過熱處理、表面噴丸等方法消除殘余應(yīng)力，加工、制造和裝配過程中盡量避免產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，例如冷卻水路的堵塞處的應(yīng)力腐蝕開裂是模具使用中最為常見的

c）改善介質(zhì)環(huán)境：控制或降低有害的成分；在腐蝕介質(zhì)中加入緩蝕劑；或者通過改變電位、促進(jìn)成膜、阻止氫或有害物質(zhì)的吸附等，影響電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)而起到緩蝕作用；改變環(huán)境的敏感。

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責(zé)任編輯：韓鑫

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