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应力腐蚀开裂 (SCC) 的条件和特点发布时间:2024-01-08   浏览量:426次

材料或零件在应力和腐蚀环境的共同作用下引起的开裂称为应力腐蚀开裂SCC,这是应力与腐蚀联合作用的结果。如果只有一个方面,应力或者介质的作用,破坏不会发生,但当二者联合作用时,却能很快发生开裂。因此,发生应力腐蚀时,应力是很低的,介质的腐蚀性也是很弱的,也正由于此,应力腐蚀经常受到忽视,导致“意外”事故不断发生。

硫化氢腐蚀试验.png

应力腐蚀开裂须具备三个条件

首先是金属在该环境中具有应力腐蚀开裂的倾向;

其次是由这种材质组成的结构接触或处于选择性的腐蚀介质中;

最后是有高于一定水平的拉应力。

应力腐蚀的最大特点之一是腐蚀介质与材料组合上的选择性,在此特定组合之外不会产生应力腐蚀。如在Cl -的环境中, 18-8不锈钢的应力腐蚀不仅与溶液中CI-离子有关,而且还与其溶液中氧含量有关。Cl- 离子浓度很高、氧含量较少或CI- 离子浓度较低、氧含量较高时,均不会引起应力腐蚀。

应力腐蚀开裂是应力和腐蚀介质共同作用的结果。由于低热导率及高热膨胀系数,不锈钢焊后常常产生较大的残余应力。应力腐蚀开裂的拉应力中,来源于焊接残余应力的超过30%,焊接拉应力越大,越易发生应力腐蚀开裂。

在含氯化物介质中,引起奥氏体钢SCC的临界拉应力σth,接近奥氏体钢的屈服点σs ,即σth≈σs。在高温高压水中,引起奥氏体钢SCC的σth远小于σs。而在 H2SxO6介质中,由于晶间腐蚀领先,应力则起到了加速作用,此时可认为σth≈0。

应力腐蚀开裂特点

1、造成应力腐蚀破坏的是静应力,远低于材料的屈服强度,而且一般是拉伸应力。

2、应力腐蚀造成的破坏,是脆性断裂,没有明显的塑性变形。

3、只有在特定的合金成分与特定的介质相组合时才会造成应力腐蚀。

4、应力腐蚀的裂纹扩展速率—般在10-9~10-6m/s,有点象疲劳,是渐进缓慢的,这种亚临界的扩展状况一直达到某一临界尺寸,使剩余下的断面不能承受外载时,就突然发生断裂。

5、应力腐蚀的裂纹多起源于表面蚀坑处,而裂纹的传播途径常垂直于拉力轴。

6、应力腐蚀破坏的断口,其颜色灰暗,表面常有腐蚀产物。

7、应力腐蚀的主裂纹扩展时常有分枝。

8、应力腐蚀引起的断裂可以是穿晶断裂,也可以是晶间断裂。

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