應(yīng)力腐蝕
材料、機(jī)械零件或構(gòu)件在靜應(yīng)力(主要是拉應(yīng)力)和腐蝕的共同作用下產(chǎn)生的失效現(xiàn)象。它常出現(xiàn)于鍋爐用鋼、黃銅、高強(qiáng)度鋁合金和不銹鋼中,凝汽器管、礦山用鋼索、飛機(jī)緊急剎車用高壓氣瓶內(nèi)壁等所產(chǎn)生的應(yīng)力腐蝕也很顯著。
中文名稱 | 應(yīng)力腐蝕 | 外文名稱 | Stress corrosion |
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常見 | ?鍋爐用鋼、黃銅 | 基本信息 | 裂紋隨時(shí)間逐漸擴(kuò)展直到斷裂 |
工業(yè)管道中的應(yīng)力腐蝕是怎么回事?一般什么情況下發(fā)生,有什么措施防止呢?
1、應(yīng)力腐蝕:金屬和合金在腐蝕與應(yīng)力的同時(shí)作用下產(chǎn)生的腐蝕。它只發(fā)生在特定的材料-環(huán)境體系。如奧氏體不銹鋼——Cl—-;碳鋼——NO3-;還必須有外力,如外力或焊接、冷加工等產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。 2、應(yīng)力...
預(yù)應(yīng)力是為了改善結(jié)構(gòu)服役表現(xiàn),在施工期間給結(jié)構(gòu)預(yù)先施加的壓應(yīng)力。結(jié)構(gòu)服役期間預(yù)加壓應(yīng)力可全部或部分抵消荷載導(dǎo)致的拉應(yīng)力,避免結(jié)構(gòu)破壞,常用于混凝土結(jié)構(gòu)。在工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受外荷載之前,對受拉模塊中的鋼筋...
預(yù)應(yīng)力是為了改善結(jié)構(gòu)服役表現(xiàn),在施工期間給結(jié)構(gòu)預(yù)先施加的壓應(yīng)力。結(jié)構(gòu)服役期間預(yù)加壓應(yīng)力可全部或部分抵消荷載導(dǎo)致的拉應(yīng)力,避免結(jié)構(gòu)破壞,常用于混凝土結(jié)構(gòu)。在工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受外荷載之前,對受拉模塊中的鋼筋...
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長期以來 ,冷拉預(yù)應(yīng)力鋼絲的應(yīng)力腐蝕問題并未引起人們的足夠重視。從產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的機(jī)理出發(fā) ,分析產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的諸多原因 ,指出影響應(yīng)力腐蝕開裂的 4個(gè)因素 ,使用中預(yù)應(yīng)力鋼絲的應(yīng)力腐蝕情況與鋼材的冶金狀態(tài)、持續(xù)拉伸應(yīng)力、時(shí)間的連續(xù)性和環(huán)境狀況息息相關(guān)。提出降低鋼絲應(yīng)力腐蝕的對應(yīng)措施 ,并介紹美國標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于“氫脆敏感性試驗(yàn)”的方法 ,以評價(jià)鋼絲應(yīng)力腐蝕開裂傾向
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http://www.xiaofangbengwang.cn/ 泵的防腐蝕方法及應(yīng)力腐蝕 泵應(yīng)力腐蝕是金屬材料在承受應(yīng)力的狀態(tài)下處于腐蝕環(huán)境中時(shí)所產(chǎn) 生的腐蝕現(xiàn)象。不論是外部載荷或殘余應(yīng)力,應(yīng)力腐蝕都是在拉應(yīng)力高的時(shí) 候產(chǎn)生的。 容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的材料是鋁合金、銅合金、鋼及奧氏體不銹鋼等。 泵應(yīng)力腐蝕的過程,一般都是首先在金屬表面上形成選擇性的腐蝕溝槽,在 該部分進(jìn)行局部性的腐蝕,最后在與應(yīng)力的相互作用下,從溝槽底部產(chǎn)生裂 紋。這種裂紋產(chǎn)生的時(shí)間,根據(jù)金屬材料的種類及組織、應(yīng)力的大小、雜質(zhì)、 腐蝕液體的種類、濃度、溫度等腐蝕環(huán)境而大幅度地變化。裂紋的路徑也有 沿晶界前進(jìn)或貫穿晶粒的,其斷裂面類似普通的脆性斷裂面。 主要的防腐蝕方法,列舉如下 : 1、泵的規(guī)劃及設(shè)計(jì)的改進(jìn) 泵除了材料方而的防腐蝕和電化學(xué)防腐蝕以外,還可以通過規(guī)劃和設(shè) 計(jì)階段的改進(jìn)來防止腐蝕。例如,使泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中不致產(chǎn)生汽蝕或
金屬材料在某些特定介質(zhì)和拉應(yīng)力共同作用下所產(chǎn)生的延遲破裂 現(xiàn)象稱應(yīng)力腐蝕裂紋
奧氏體不銹鋼對鹵化物元素是十分敏感的;同樣,一些銅合金對含氨的環(huán)境也是很敏感的。奧氏體不銹鋼固然對氯化物產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕很敏感,但氯或鹵素離子并不是唯一的決定因素,產(chǎn)生SCC還必須有氧存在。對加鈮的18-8不銹鋼研究發(fā)現(xiàn),只要其中有百萬分之幾的氧就能和氯化物共同造成應(yīng)力腐蝕。奧氏體不銹鋼在沸騰的MgCl2溶液中,只有氮濃度超過500X10-6才產(chǎn)生SCC,而在氮濃度小于500X10-6時(shí),則不發(fā)生應(yīng)力腐蝕。溶液的PH值對應(yīng)力腐蝕的敏感性也有很大的影響。
經(jīng)軋制的高強(qiáng)度鋁合金7075-T6板材,當(dāng)沿著軋制方向取樣作拉伸試驗(yàn)時(shí),對應(yīng)力腐蝕的抗力最高,門檻應(yīng)力可達(dá)420MPa;當(dāng)沿著板寬方向取樣時(shí),其門檻應(yīng)力則為224MPa;如沿板厚方向取樣作拉伸試驗(yàn)時(shí),門檻應(yīng)力只有49MPa,幾乎只有軋制方向的1/10。7075-T6鋁合金所顯示的應(yīng)力方向性。
圖5-3表示四種高強(qiáng)度鋼淬火回火至大約抗拉強(qiáng)度為1650MPa時(shí),它們的應(yīng)力強(qiáng)度因子和斷裂時(shí)間的關(guān)系。試樣經(jīng)預(yù)制裂紋在蒸餾水中施加不同載荷,可看出四種鋼均有一恒定的K1SCC,在K1SCC以下試樣不斷裂。在這四種鋼處理成相同的抗拉強(qiáng)度時(shí),它們的K1SCC也相同,但是當(dāng)K1>K1SCC時(shí),這四種鋼的斷裂時(shí)間相差還是較多的。
熱處理成不同強(qiáng)度的40CrNiMo(4340),其應(yīng)力腐蝕的裂紋擴(kuò)展速率和應(yīng)力強(qiáng)度因子的關(guān)系,可見當(dāng)屈服強(qiáng)度較高時(shí),裂紋擴(kuò)展表現(xiàn)出兩個(gè)階段,開始時(shí)裂紋擴(kuò)展速率隨應(yīng)力強(qiáng)度因子的增加而升高,當(dāng)應(yīng)力強(qiáng)度因子增加到一定數(shù)值時(shí),裂紋擴(kuò)展速率便保持恒定不再與應(yīng)力強(qiáng)度因子有關(guān)了。這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有一定的典型性,幾乎所有的高強(qiáng)度鋼包括馬氏體時(shí)效鋼,還有高強(qiáng)度鋁合金都有此規(guī)律。
(1)材料成份的影響;
(2)材料組織的影響;
(3)材料強(qiáng)度的影響。
(1)造成應(yīng)力腐蝕破壞的是靜應(yīng)力,遠(yuǎn)低于材料的屈服強(qiáng)度,而且一般是拉伸應(yīng)力(近年來,也發(fā)現(xiàn)在不銹鋼中可以有壓應(yīng)力引起)。這個(gè)應(yīng)力可以是外加應(yīng)力,也可以是焊接、冷加工或熱處理產(chǎn)生的殘留拉應(yīng)力。最早發(fā)現(xiàn)的冷加工黃銅子彈殼在含有潮濕的氨氣介質(zhì)中的腐蝕破壞,就是由于冷加工造成的殘留拉應(yīng)力的結(jié)果。假如經(jīng)過去應(yīng)力退火,這種事故就可以避免。
(2)應(yīng)力腐蝕造成的破壞,是脆性斷裂,沒有明顯的塑性變形。
(3)只有在特定的合金成分與特定的介質(zhì)相組合時(shí)才會造成應(yīng)力腐蝕。例如α黃銅只有在氨溶液中才會腐蝕破壞,而β黃銅在水中就能破裂。
(4)應(yīng)力腐蝕的裂紋擴(kuò)展速率一般在10^-9~10^-6m/s,有點(diǎn)象疲勞,是漸進(jìn)緩慢的,這種亞臨界的擴(kuò)展?fàn)顩r一直達(dá)到某一臨界尺寸,使剩余下的斷面不能承受外載時(shí),就突然發(fā)生斷裂。
(5)應(yīng)力腐蝕的裂紋多起源于表面蝕坑處,而裂紋的傳播途徑常垂直于拉力軸。
(6)應(yīng)力腐蝕破壞的斷口,其顏色灰暗,表面常有腐蝕產(chǎn)物,而疲勞斷口的表面,如果是新鮮斷口常常較光滑,有光澤。
(7)應(yīng)力腐蝕的主裂紋擴(kuò)展時(shí)常有分枝。但不要形成絕對化的概念,應(yīng)力腐蝕裂紋并不總是分枝的。
(8)應(yīng)力腐蝕引起的斷裂可以是穿晶斷裂,也可以是晶間斷裂。如果是穿晶斷裂,其斷口是解理或準(zhǔn)解理的,其裂紋有似人字形或羽毛狀的標(biāo)記。