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725所专家为您解读应力腐蚀开裂的4个 特征,快来看看吧!

[ 发布日期:2018-08-13 点击:704 来源:中国船舶重工集团公司第725研究所检测服务平台 【打印此文】 【关闭窗口】]

我们都知道应力腐蚀是指材料在拉应力和特定的化学介质联合作用下所产生的低应力脆性断裂现象,那么应力腐蚀开裂又什么现象呢?据专家研究说,金属材料在应力(拉应力)和腐蚀介质的联合作用下,经过一定时间后出现低于材料强度极限的脆性开裂现象,致使金属材料失效,这种现象称为应力腐蚀开裂(简称SCC)。它的特点是出现腐蚀裂缝甚至断裂,接下来我们一起具体看看它有什么特征吧。

首先,我们要明白,应力腐蚀开裂与单纯由机械应力造成的开裂不同,它在极低的负荷应力下也能产生开裂;它与单纯由腐蚀引起的开裂也不同,腐蚀性极弱的介质也能引起应力腐蚀开裂。其全面腐蚀常常很轻,而且没有变形预兆,即发生突然断裂,应力腐蚀是工业生产中危害性最大的一种恶性腐蚀类型。

一、形成应力腐蚀裂纹的基本条件如下

1、 金属材料是合金也包括微量元素的合金,纯金属一般不发生应力腐蚀裂纹;

2、材质与腐蚀介质的匹配并非任何金属材料与任何介质都能产生应力腐蚀裂纹,它们有一定的匹配关系;

3、 必须存在拉应力,拉应力可以是工作应力和焊接残余应力。焊接残余应力通常在焊缝及近缝区为拉应力,有时高达材料的屈服点。所以即使焊接结构不承受载荷,只要材质与腐蚀介质符合匹配关系也会引起应力腐蚀裂纹。

二、金属材料发生应力腐蚀的4个特征

1、应力产生应力俯视的应力主要是其中的静态部分,它可以是外加载荷或装配力(例如拧螺栓的力、胀接力等)引起的应力,也可以是构件在加工、热处理、焊接等过程中产生的内应力。不管来源如何,导致应力腐蚀开裂的应力必须有拉伸应力的成分,压缩应力是不会引起应力腐蚀开裂的。此外,这种应力通常是比较轻微的。如果不是在腐蚀环境中,这样小的应力是不会使构件发生机械性的破坏。构成破坏的应力值要根据材料、腐蚀介质等具体情况来确定。 

2、腐蚀介质产生应力腐蚀的材料和介质并不是任意的,只有二者是某种组合时才会发生应力腐蚀。

引起普通钢应力腐蚀的腐蚀介质有:氢氧化物溶液;含有硝酸盐、碳酸盐、硫化氢的水溶液;海水,硫酸-硝酸混合液;融化的锌、锂;热的三氯化铁溶液;液氨。引起奥氏体不锈钢应力腐蚀的介质有:酸性和中性的氯化物溶液;海水;熔融氯化物;热的氟化物溶液;日的氢氧化物溶液。

3、材料一般认为极纯的金属不产生应力腐蚀破坏,只有在合金或含有杂质的金属中才会发生。 

应力腐蚀

4、破坏过程:

a、孕育阶段。这是在应力腐蚀裂纹产生前的一段时间,为裂纹的成核作准备。 

b、裂纹稳定扩展阶段。在应力和腐蚀介质的联合作用下,裂纹缓慢扩展 

c、裂纹失稳扩展阶段。这是最后的机械性破坏。 另外,金属材料的应力腐蚀破裂还有一个特点是金属的开裂与金属本身厚度无关。常见的厚度大腐蚀也慢(均匀腐蚀)的情况在这里不适用。因此,靠增加金属厚度来延缓应力腐蚀破裂几乎是无效的。

看了这些之后,我们要正确选材,选用耐应力腐蚀材料;合理设计、改进制造工艺,尽量减小应力集中效应,有效控制应力腐蚀破裂。

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