应力腐蚀断裂特点

金属材料在应力和介质腐蚀同时作用下所产生的破坏为应力腐蚀断裂。由于应力腐蚀断裂常常在材料屈服点以下发生，属于低应力脆性断裂，其危害极大。应力包括外加应力和热处理、焊接及其他加工过程中存在的残留内应力。应力腐蚀试验中的破坏有以下特点。

1、纯金属一般不发生应力腐蚀断裂，只有合金才发生应力腐蚀断裂，因此材料成分、组织状态、热处理等对应力腐蚀有很大影响。

2、合金在特定介质中才发生应力腐蚀断裂，表12 列举一些金属材料产生应力腐蚀断裂的介质。

3、应力腐蚀断裂一般是在拉应力下发生的，存在压应力时也可能产生应力腐蚀断裂，但是引起应力腐蚀断裂的孕育期比拉应力大1~2个数量级，裂纹扩展速率(da/dt) 也缓慢。

4、应力腐蚀的宏观裂纹垂直于应力方向，微观裂纹尖端呈现许多分枝，断口形貌可能是穿晶型、沿晶型和混合型。

应力腐蚀影响因紊

1、温度影响

温度对应力腐蚀的影响较复杂，一般而言，温度越高越容易产生应力腐蚀。当然各种“材料一介质”体系的温度影响各异，例如“碳钢-NO3- ”、“黄铜一NH3 ”等。

在室温时就可能产生应力腐蚀。奥氏体不锈钢在含CI-水中，当温度低于90℃时，很长时间内不产生应力腐蚀。“碳钢一NaOH”体系中 NaOH 含量越高，临界破断温度越低。

2、介质浓度影响

浓度影响很复杂，碳钢发生碱脆时OH-含量越高，应力腐蚀破坏敏感性越大。奥氏体不锈钢在含CI-溶液中，即使含CI-达到万分之几时也发生应力腐蚀。有些介质中含少量杂质(例如H2S、NH3 等)也会促进应力腐蚀。

3、pH值的影响

一般情况下，pH值降低，应力腐蚀敏感性增大。

材料成分、组织结构与热处理的影响

1、成分影响

特定成分的合金在特定介质中才能发生应力腐蚀断裂。碳钢中碳含量对应力腐蚀有影响，碳含量越低越不易产生应力腐蚀，当w (C)< 0.001%时，钢不发生应力腐蚀。但是当碳化物在铁素体晶界上分布时，易引起溶解，降低应力腐蚀断裂抗力。

钢中合金元素的影响仅对某一介质，不是对所有介质，例如Mo加入铁素体中能提高钢在“图片”介质中应力腐蚀抗力，而在OH- 或NO3-溶液中反而促进应力腐蚀。

2、组织结构影响

碳钢的冷变形度越大，越耐应力腐蚀。铁素体一奥氏体双相不锈钢对含CI- 溶液有较高耐应力腐蚀能力。一般而言，体心立方点阵比面心立方点阵不锈钢更耐应力腐蚀。铝一铜合金中θ相(CuAl2 ) 降低应力腐蚀抗力。钢中马氏体比贝氏体组织对应力腐蚀敏感，材料强度越高，应力腐蚀敏感性越大。

3、热处理的影响

热处理改变了材料的组织与性能，因此也影响应力腐蚀断裂。碳钢从920℃淬火时，淬水比淬油更易产生应力腐蚀。淬火钢经高温回火可减轻应力腐蚀敏感性。例如w (C) 为0.26%的钢淬火后经300℃以上回火时，在沸腾的Ca (NO3)2 +NH4NO3 溶液中的应力腐蚀敏感性与回火温度的关系见图11。但也有不同试验结果，认为700℃回火时抗应力腐蚀性能突然降低至原始点。

温度对应力腐蚀敏感性的影响

应力腐蚀试验方法很多，分为恒应变法、恒载荷法、慢应变速率法及断裂力学法等，根据不同的试验目的分别选用。

比较材料抗应力腐蚀能力；测定材料应力腐蚀临界应力(σscc) 或临界应力强度因子(KIscc) ; 测定材料应力腐蚀裂纹扩展速率图片 , 预测寿命；测定发生应力腐蚀的电位范围；测定加缓蚀剂的作用等。