《金属力学性能测试》课件——应力腐蚀.pptxVIP

应力腐蚀现象及其断口特征

《金属力学性能测试》

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在第一次世界大战期间，用H70深冲工艺制造的黄铜弹壳，在战场上出现了大量破裂现象。研究发现，这主要是由于弹壳内部的残余拉应力，与战场上空气中的氨气和二氧化硫腐蚀介质共同作用导致的。

应力腐蚀的

基本概念

金属在应力和特定化学介质的共同作用下，经过一段时间后所产生的低应力脆断现象，称为应力腐蚀断裂（StressCorrosionCrack，缩写为SCC）。

应力腐蚀的

表现特点

与单纯的应力破坏不同的，它在远低于材料屈服强度的应力作用下就可以发生。

与单纯的腐蚀破坏也不同，在腐蚀性很弱的介质，也能引起应力腐蚀破坏，并且二者还相互促进，常在没有变形预兆的情况下而迅速断裂。

应力腐蚀发生的条件

应力腐蚀断裂虽然可怕，但它是需要满足三个条件，即三要素才会发生的。

通常只有在拉应力作用下才能引起应力腐蚀开裂。这种拉应力可以是外加载荷，也可以是残余应力。

每种材料只对某些介质敏感，而这种介质对其它材料可能没有明显作用。

纯金属一般不会产生应力腐蚀，合金根据化学成分的不同，对应力腐蚀的敏感性也不同。

例如：黄铜在氨气氛中、不锈钢在具有氯离子的腐蚀介质中容易发生应力腐蚀。

例如：铝镁合金中w镁＞4％，对应力腐蚀很敏感；而w镁＜4％时，则几乎都具有抗应力腐蚀的能力。

例如：H70黄铜弹壳拉深成型后的残余拉应力。

部分合金产生应力腐蚀的特定腐蚀介质

金属材料

化学介质

金属材料

化学介质

低碳钢、

低合金钢

NaOH溶液、沸腾硝酸盐溶液，海水，H2S水溶液，海洋性和工业性气氛

铝合金

氯化物溶液，海水及海洋性大气，潮湿性工业气氛

奥氏体

不锈钢

酸性和中性氯化物溶液，海水及海洋大气，热NaCl、H2S水溶液，严重污染的工业大气等

铜合金

氨蒸汽、含氨气氛，含氨离子的水溶液、水蒸汽，湿H2S，氨溶液

镍基合金

热浓NaOH溶液，HF溶液和蒸汽

钛合金

发烟硝酸，300℃以上的氯化物，潮湿性空气及海水

应力腐蚀的

断裂机理

钝化膜破坏和氢脆理论，这里我们先着重介绍一下钝化膜破坏理论。

钝化膜破坏理论

钝化膜破坏理论

应力腐蚀断裂的速度大约为0.01～3mm/h，远远大于无应力存在下的局部腐蚀速度（如孔蚀等），但又比单纯力学断裂速度小得多。

应力腐蚀的

断口形貌

（1）应力腐蚀断口组成：裂纹源、压稳扩展区和最后瞬间断裂区；

（2）属于脆性断裂，且断口表面呈黑色或灰黑色。

（3）主裂纹扩展时，常常带有分枝，形如枯树枝状。

穿晶断裂or沿晶断裂，取决于：合金成分及腐蚀介质。

例如：低碳钢、普通低合金钢、铝合金等都是沿晶断裂；而双相黄铜和奥氏体不锈钢在大多数情况下是穿晶断裂。

（2）沿晶断裂

断口晶面上有撕裂脊，当腐蚀时间较长时，常呈现干裂的泥塘状花样，这是腐蚀产物开裂的结果。

总结

总结

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