应力腐蚀的特点和防护方法

应力腐蚀开裂是危害性Z大的局部腐蚀形态破坏形式之一，了解应力腐蚀的特点及防护知识意义重大。在应力腐蚀过程中，若有微裂纹形成，其扩展速度比其他类型的局部腐蚀速度要快几个数量级，SCC是一种“灾难性的腐蚀”。如桥梁坍塌、油罐爆炸、管道泄漏、飞机失事都造成了巨大的生命和财产损失。此外，如锅炉、船只、核电站、石油化工也都发生过应力腐蚀断裂的事故。

一、金属应力腐蚀的特点

1、特定组织环境（特定环境）

特定组织环境（包括腐蚀介质性质、浓度、温度），特定材料对于特定的溶液介质，才能发生应力腐蚀。例如，奥氏体不锈钢-cl离子溶液、低合金高强度钢-潮湿大气中。

2、材料本身对SCC的敏感性（敏感材料）

一般情况纯金属不会发生SCC，含杂质的或者合金才能发生SCC；高强度合金钢腐蚀开裂抗力受化学成分和显微组织控制；

3、引起应力腐蚀开裂的拉应力（拉应力）

（1）加工，制造，热处理引起的内应力；

（2）工作状态下构件所承受的外加载荷形成的抗力；

（3）温差引起的热应力；

（4）装配，安装形成的内应力；

（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；

4、应力大小与腐蚀时间的关系

一般的有效应力（工作应力+残余应力）如果低于某一应力水平就不会发生SCC；应力值越大，到达破坏的时间越短，越容易产生腐蚀；

二、应力腐蚀开裂速度与裂纹外貌

1、应力腐蚀开裂过程

（1）潜伏期，也叫孕育期或者诱导期；这个阶段为腐蚀引起裂纹或蚀坑阶段，在腐蚀部位出现应力集中；

（2）裂纹扩展期，单位面积所能承受的Z大载荷（极限应力状态），裂纹扩张；

（3）快速断裂期或破裂期，失稳纯力学的裂纹扩展阶段；

2、应力腐蚀破裂速度

应力腐蚀断裂的速度约为0.01~3mm/h，远远大于无应力存在下的局部腐蚀，又比纯力学断裂速度小得多（纯力学断裂中通常对应力水平要求比较高）

3、应力腐蚀裂纹外貌

（1）晶间裂纹；（2）穿晶裂纹；（3）混合型裂纹；

三、金属的应力腐蚀的防护办法

由于应力腐蚀涉及到结构，应力，材料以及材料等方面，因此防止应力腐蚀也应从这几个方面找到防护措施：

1、降低设计应力

使Z大有效应力或应力强度降低到临界值一下。在常规设计中名义抗拉强度或屈服强度，并未考虑材料中存在的缺陷；但在实际中必然有各种缺陷，比如原有裂纹、微裂纹以及环境因素造成的裂纹

2、减少应力集中

（1）结构设计中尽量降低Z大有效力；比如增大曲率、关键部位增厚、焊接结构域采用对接减少应力；

（2）采用流线型设计，使结构的应力分布趋于均匀，避免过高的峰值；

3、降低材料对SCC敏感度

采用合理的热处理方法消除残余应力，或改善合金的组织结构以降低对SCC的敏感度；例如采用退火处理消除内应力，高强度铝合金的时效处理。

4、合理选材等其他方法

（1）采用高镍量的奥氏体钢，可提高抗SCC的性能；

（2）采用阴极保护可减缓或者阻止SCC；