应力腐蚀

金属材料在某些特定介质和拉应力共同作用下所产生的延迟破裂 现象称应力腐蚀裂纹

材料应力腐蚀环境因素

奥氏体不锈钢对卤化物元素是十分敏感的；同样，一些铜合金对含氨的环境也是很敏感的。奥氏体不锈钢固然对氯化物产生应力腐蚀很敏感，但氯或卤素离子并不是唯一的决定因素，产生SCC还必须有氧存在。对加铌的18-8不锈钢研究发现，只要其中有百万分之几的氧就能和氯化物共同造成应力腐蚀。奥氏体不锈钢在沸腾的MgCl2溶液中，只有氮浓度超过500X10-6才产生SCC，而在氮浓度小于500X10-6时，则不发生应力腐蚀。溶液的PH值对应力腐蚀的敏感性也有很大的影响。

材料应力腐蚀力学因素

经轧制的高强度铝合金7075-T6板材，当沿着轧制方向取样作拉伸试验时，对应力腐蚀的抗力最高，门槛应力可达420MPa；当沿着板宽方向取样时，其门槛应力则为224MPa；如沿板厚方向取样作拉伸试验时，门槛应力只有49MPa，几乎只有轧制方向的1/10。7075-T6铝合金所显示的应力方向性。

图5-3表示四种高强度钢淬火回火至大约抗拉强度为1650MPa时，它们的应力强度因子和断裂时间的关系。试样经预制裂纹在蒸馏水中施加不同载荷，可看出四种钢均有一恒定的K1SCC，在K1SCC以下试样不断裂。在这四种钢处理成相同的抗拉强度时，它们的K1SCC也相同，但是当K1>K1SCC时，这四种钢的断裂时间相差还是较多的。

热处理成不同强度的40CrNiMo(4340)，其应力腐蚀的裂纹扩展速率和应力强度因子的关系，可见当屈服强度较高时，裂纹扩展表现出两个阶段，开始时裂纹扩展速率随应力强度因子的增加而升高，当应力强度因子增加到一定数值时，裂纹扩展速率便保持恒定不再与应力强度因子有关了。这一实验结果具有一定的典型性，几乎所有的高强度钢包括马氏体时效钢，还有高强度铝合金都有此规律。

材料应力腐蚀冶金因素

(1)材料成份的影响；

(2)材料组织的影响；

(3)材料强度的影响。

(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(近年来，也发现在不锈钢中可以有压应力引起)。这个应力可以是外加应力，也可以是焊接、冷加工或热处理产生的残留拉应力。最早发现的冷加工黄铜子弹壳在含有潮湿的氨气介质中的腐蚀破坏，就是由于冷加工造成的残留拉应力的结果。假如经过去应力退火，这种事故就可以避免。

(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。例如α黄铜只有在氨溶液中才会腐蚀破坏，而β黄铜在水中就能破裂。

(4)应力腐蚀的裂纹扩展速率一般在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，而疲劳断口的表面，如果是新鲜断口常常较光滑，有光泽。

(7)应力腐蚀的主裂纹扩展时常有分枝。但不要形成绝对化的概念，应力腐蚀裂纹并不总是分枝的。

(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。如果是穿晶断裂，其断口是解理或准解理的，其裂纹有似人字形或羽毛状的标记。