零件在腐蚀和应力联合作用(yòng)时,在低于材料强度极限的情况下,发生脆性开裂现象,称為(wèi)应力腐蚀开裂


1. 应力腐蚀开裂特征


 应力腐蚀开裂与单纯机械应力造成的开裂不同,它在应力极低的条件下也能(néng)产生开裂;与单纯的腐蚀引起的开裂也不同,即使在极弱的腐蚀介质中也能(néng)发生应力腐蚀开裂。


 应力腐蚀开裂一般发生在零件的局部區(qū)域,裂纹数量不多(duō),裂纹深度很(hěn)深,宽度较窄,裂纹方向基本与应力方向垂直。在显微镜下,裂纹有(yǒu)沿晶裂纹,也有(yǒu)穿晶裂纹。



2. 影响因素


 应力腐蚀开裂的发生条件一是应力,二是腐蚀。


 零部件在生产、制造过程中不可(kě)避免地产生应力,如铸造应力、冷变形应力、焊接应力、机械加工应力、热处理(lǐ)应力,还有(yǒu)零部件在工作状态下所受的工作应力,以及由于温度梯度产生的热应力等。这些应力都可(kě)能(néng)成為(wèi)应力腐蚀开裂的应力因素。


 腐蚀介质中含有(yǒu)对发生应力腐蚀开裂有(yǒu)特效作用(yòng)的离子、分(fēn)子时,会导致应力腐蚀开裂。对不锈钢来说,引起应力腐蚀开裂的介质包括含Cl-、F、Br-及H2S、NaOH、饱和SO2等水溶液介质,如酸性氯化物(wù)溶液、海水、高温碱、硝酸、硫酸、盐酸,含氯化物(wù)的冷凝水、高温水等。


 对于材料而言,表面有(yǒu)稳定的钝化膜并在受破坏后能(néng)迅速修复的材料,对抵抗应力腐蚀开裂更具有(yǒu)优越性。



3. 应力腐蚀开裂试验方法


 我國(guó)对于金属材料在不同腐蚀介质中的应力腐蚀开裂试验有(yǒu)多(duō)种。对不锈钢来说,较常用(yòng)的有(yǒu)GB/T 17898《不锈钢在沸腾氯化镁溶液中应力腐蚀试验方法》。


 这个标准又(yòu)分(fēn)為(wèi)恒负荷拉伸试验和U形弯曲试验两种方法。


 恒负荷拉伸试验是将试样在承受拉应力的状态下,放入沸腾的(约143℃)42%氯化镁溶液中,观察试样的断裂时间。当然,在同样拉力条件下,不断裂时间長(cháng)者或断裂时间相同,而承受拉力大者為(wèi)好。


 U形弯曲试验是将规定厚度的试样,先用(yòng)半径為(wèi)8mm的压头在滚柱压模上弯曲成两臂平行的U形,再用(yòng)适当的夹具将两臂间的宽度压缩5mm以施加应力,然后将试样放入沸腾的(约143℃)42%氯化镁溶液中,观察开始发生裂纹的时间。当然,时间長(cháng)者為(wèi)好。


 在GB/T 17898中,对试样制备方法、规格、施加应力方法、腐蚀液的配制及试验方法都有(yǒu)明确的规定。