應力腐蝕破壞與防護

1.概念

 材料在腐蝕介質和應力共同作用下，在遠低于材料屈服強度下，引起的脆性裂紋破壞&斷裂，危害性極大。

2.產生條件

• 拉應力¹（可以是外加應力，也可以是殘余應力）

  [1]    為什么是拉應力？只有拉應力可以使裂尖張開，讓腐蝕介質不斷進入。

• 腐蝕介質

• 合金材料²

  [2]    為什么是合金材料？因為純金屬晶格比較單一、成分均勻，腐蝕反應相對均勻，不容易形成“局部陽極-陰極”電化學差別。

3.常見機理解釋

• 陽極溶解機制

  • 裂紋尖端，應力集中 → 材料表面持續被拉裂。

  • 裸露金屬與介質反應 → 局部溶解 → 裂紋逐步擴展。

• 氫致脆化機制

  • 腐蝕反應生成氫原子進入晶格 → 塑性下降、脆化 → 裂紋沿晶界擴展。

• 拉裂-修復循環機制

  • 表面反復被破壞 → 腐蝕 → 修復 → 再破壞 → 裂紋擴展。

4.防護措施

• 降低或消除拉應力

• 改善環境條件

•  材料選型優化

•  定期檢測與監測

• 表面處理