應(yīng)力作用下的腐蝕課件

第七章應(yīng)力作用下的腐蝕處在腐蝕性溶液或氣氛下的許多工程材料，常常在機(jī)械應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用下，在遠(yuǎn)低于屈服強(qiáng)度或抗拉強(qiáng)度的條件下發(fā)生突然的、沒有預(yù)兆的腐蝕破壞。機(jī)械應(yīng)力狀態(tài)拉伸應(yīng)力交變應(yīng)力摩擦力振動力不同狀態(tài)的力與介質(zhì)作用造成的腐蝕形態(tài)也各有特點(diǎn)。金屬構(gòu)件的腐蝕-機(jī)械破壞可分為應(yīng)力腐蝕破裂、腐蝕疲勞、腐蝕磨損、氫致開裂等。在這些腐蝕破壞中，最主要的是應(yīng)力腐蝕破裂。第七章應(yīng)力作用下的腐蝕處在腐蝕性溶液或氣氛下的許多工程第一節(jié)應(yīng)力腐蝕破裂應(yīng)力腐蝕破裂是指材料在固定拉應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的共同作用下產(chǎn)生的破裂。所謂固定，是指方向一定的拉應(yīng)力，但是大小可以變化。腐蝕和應(yīng)力是相互促進(jìn)，不是簡單疊加，兩者缺一不可。應(yīng)力腐蝕破裂簡稱應(yīng)力腐蝕，國外稱之為SCC(StressCorrosionCracking的縮寫)。一、應(yīng)力腐蝕破裂特征（1）產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂必須同時具備下列三項(xiàng)條件：特定的合金成分結(jié)構(gòu)，足夠大的拉應(yīng)力以及特定的腐蝕介質(zhì)。即對于某一特定材料而言，不存在應(yīng)力時，單純的腐蝕作用不會產(chǎn)生這類腐蝕，單純的應(yīng)力作用也不會產(chǎn)生這類腐蝕。第一節(jié)應(yīng)力腐蝕破裂應(yīng)力腐蝕破裂是指材料在固定拉應(yīng)力和（2）特定金屬及合金只有在特定的環(huán)境中產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂，其中起主要作用的是陰離子、絡(luò)合離子。例：奧氏體不銹鋼在氯化物溶液中，碳鋼和低合金鋼在wMgCl42%溶液中，銅合金在含氨的蒸汽中都可能產(chǎn)生破裂。（3）只有拉應(yīng)力能引起應(yīng)力腐蝕破裂，拉應(yīng)力越大，斷裂時間越短。壓應(yīng)力不發(fā)生應(yīng)力腐蝕。宏觀上破裂方向與拉應(yīng)力垂直，拉應(yīng)力包括工作應(yīng)力、殘余應(yīng)力以及腐蝕產(chǎn)物的楔入應(yīng)力等。（2）特定金屬及合金只有在特定的環(huán)境中產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂，其中合金環(huán)境低碳鋼NaOH水溶液，NaOH低合金鋼NO3-水溶液，HCN水溶液，H2S水溶液，Na2PO4水溶液，醋酸水溶液，NH4CNS水溶液，氨（wH2O<0.2%）,碳酸鹽和重碳酸鹽溶液，濕的CO-CO2-空氣，海洋大氣，工業(yè)大氣，濃硝酸，硝酸和硫酸混合物高強(qiáng)度鋼蒸餾水，濕大氣，H2S，Cl-奧氏體不銹鋼Cl-，海水，二氯乙烷，濕的氯化鎂絕緣物，F(xiàn)-,Br-,NaOH-H2S水溶液，NaCl-H2O2水溶液，連多硫酸（H2SO4，n=2～5）,高溫高壓含氧高純水，H2S，含氯化物的冷凝水氣銅合金：Cu-Zn,Cu-Zn-SnCu-Zn-Ni,Cu-SnCu-Sn-P,Cu-ZnCu-P,Cu-AsCu-Sb,Cu-AuNH3氣及溶液濃NH4OH溶液，空氣胺含NH3濕大氣NH4OH，F(xiàn)eCl3，HNO3溶液鋁合金；Al-Cu-Mg,Al-CuAl-Mg-Zn,Al-MgAl-Cu-Mg-MnAl-Zn-Mg-Mn(Cu)海水NaCl,NaCl-H2O2溶液NaCl,NaCl-H2O2溶液，KCl，MgCl溶液NaCl+H2O2，NaCl溶液，空氣，海水，CaCl2，NH4Cl，CoCl?溶液鎂合金Mg-AlMg-Al-Zn-MnHNO3，NaOH，HF溶液，蒸餾水NaCl+H2O2溶液，海濱大氣，NaCl-K2CrO4溶液，水，SO2-CO2-濕空氣鈦及鈦合金紅煙硝酸，N2O4，HCl，Cl-水溶液，固體氯化物（＞2900C），海水，CCl4，甲醇、甲醇蒸氣，三氯乙烯，有機(jī)酸常用合金易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂的環(huán)境合金環(huán)境低碳鋼NaOH水溶液，N(4)材料和環(huán)境的交互作用反映在電位上，一般認(rèn)為，應(yīng)力腐蝕破裂有三個易產(chǎn)生破裂的區(qū)間。三個電位過渡區(qū)都是鈍化膜不穩(wěn)定的區(qū)域，在應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)中易誘發(fā)應(yīng)力腐蝕?；罨?陰極保護(hù)過渡區(qū)（區(qū)域1）活化-鈍化電位過渡區(qū)（區(qū)域2）鈍化-過鈍化電位區(qū)（區(qū)域3）在區(qū)域1:wNi20%不銹鋼在8mol/l沸騰H2SO4中；18Cr-9Ni不銹鋼在225℃、wNaOH20%溶液中發(fā)生破裂；在區(qū)域2：普碳鋼在8mol/LNaOH溶液中發(fā)生應(yīng)力破裂；Incoloy600合金的破裂電位處在區(qū)域3。(4)材料和環(huán)境的交互作用反映在電位上，一般認(rèn)為，應(yīng)力腐蝕破（5）發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂的主要是合金，純金屬不發(fā)生，即使合金元素非常微量也能引起開裂。（6）應(yīng)力腐蝕破裂通常有一個或長或短的潛伏期，可能在很短的時期內(nèi)，也可能在幾年或更長時間內(nèi)發(fā)生脆斷，故也稱為滯后斷裂，破裂過程一般分三個階段：如wFe99.9%中，當(dāng)有wC0.04%時，在硝酸中就能引起破裂。wCu99.9%中含有wP0.04%時，在含氨介質(zhì)中就發(fā)生破裂。第一階段為裂紋的孕育期第二階段為裂紋擴(kuò)展期第三階段為裂紋失穩(wěn)的純力學(xué)的擴(kuò)展期（5）發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂的主要是合金，純金屬不發(fā)生，即使合金元（7）應(yīng)力腐蝕破裂斷口呈現(xiàn)脆性斷裂形貌。裂縫形態(tài)有：晶間型、穿晶型和混合型。穿晶型指裂紋穿越晶粒而延伸；晶間型裂紋沿晶界而延伸；混合型裂紋既有穿越晶粒又有沿晶界而發(fā)展的。不論表面形式如何，裂紋的共同特點(diǎn)是主干裂紋延伸的同時，還有若干分支同時擴(kuò)展。不銹鋼應(yīng)力腐蝕裂紋形貌晶間型裂紋（7）應(yīng)力腐蝕破裂斷口呈現(xiàn)脆性斷裂形貌。裂縫形態(tài)有：晶間型、穿晶型裂紋不銹鋼應(yīng)力腐蝕裂紋形貌穿晶型裂紋不銹鋼應(yīng)力腐蝕裂紋形貌二、應(yīng)力腐蝕破裂的機(jī)理電化學(xué)快速溶解理論金屬表面形成不連續(xù)的薄弱點(diǎn)的保護(hù)膜薄弱點(diǎn)是活性點(diǎn)在應(yīng)力作用下被破壞，暴露出新鮮表面形成電池：陽極（新鮮表面）陰極（完整表面膜）陽極電流密度很大被腐蝕成溝狀裂紋裂紋繼續(xù)發(fā)展、傳播最終金屬發(fā)生破裂應(yīng)力二、應(yīng)力腐蝕破裂的機(jī)理電化學(xué)快速溶解理論金屬表面形成不連續(xù)滑移－溶解－斷裂理論位錯沿著滑移面運(yùn)動至金屬表面，在表面產(chǎn)生滑移臺階，暴露出新鮮金屬有膜與無膜金屬處形成微電池?zé)o膜的局部地區(qū)溶解，產(chǎn)生“隧洞”

陽極溶解過程產(chǎn)生陽極極化在蝕坑周邊重新生成鈍化膜應(yīng)力作用下位錯再次開動表面鈍化膜，形成無膜區(qū)應(yīng)力腐蝕斷裂滑移－溶解－斷裂理論位錯沿著滑移面運(yùn)動至金屬表面，在表面產(chǎn)三、應(yīng)力腐蝕破裂的影響因素1.應(yīng)力因素發(fā)生應(yīng)力腐蝕的應(yīng)力主要來自材料的加工和使用過程。應(yīng)力大致可分為四類：工作應(yīng)力，設(shè)備和部件在工作條件下所承受的外加載荷。殘余應(yīng)力，金屬材料在生產(chǎn)過程和加工過程中，在材料內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力如冷軋、彎曲、機(jī)械加工、焊接、熱處理過程中也能產(chǎn)生應(yīng)力。熱應(yīng)力，由于淬火、周期性的加熱和冷卻而引起的應(yīng)力。結(jié)構(gòu)應(yīng)力，由于設(shè)備，部件的安裝和裝配而引起的應(yīng)力。三、應(yīng)力腐蝕破裂的影響因素1.應(yīng)力因素發(fā)生應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂的應(yīng)力值一般低于材料的屈服點(diǎn)。在大多數(shù)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的系統(tǒng)中，存在一個臨界應(yīng)力值。當(dāng)應(yīng)力值低于該臨界值時，不會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂。產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂的應(yīng)力值一般低于材料的屈服點(diǎn)。在大多數(shù)產(chǎn)生應(yīng)在一個特定的破裂體系中，應(yīng)力可能起一種或同時幾種作用：應(yīng)力引起塑性變形，阻止裂紋尖端生成保護(hù)膜，或使裂紋尖端膜不斷破裂，尖端表面活性上升，因而促進(jìn)了局部電化學(xué)腐蝕。應(yīng)力使腐蝕產(chǎn)生的裂紋向縱深打開，以便新鮮電解液源源流入不斷向前延伸的裂縫，使應(yīng)力腐蝕持續(xù)進(jìn)行。對于遭受晶間腐蝕的裂紋尖端，應(yīng)力使晶界晶粒脫離開裂，裂縫沿著與拉應(yīng)力垂直的方向向內(nèi)延伸。應(yīng)力使彈性能集中于局部，是腐蝕裂縫以脆化方式擴(kuò)展。在一個特定的破裂體系中，應(yīng)力可能起一種或同時幾種作用：應(yīng)力引2.合金成分影響通常，成分和結(jié)構(gòu)的改變，不僅使合金的力學(xué)性能發(fā)生改變，而且也能影響化學(xué)和電化學(xué)的行為。2.合金成分影響通常，成分和結(jié)構(gòu)的改變，不僅使合金的Ni元素奧氏體不銹鋼，提高Ni含量可以使臨界破裂電位正移至腐蝕電位以上，因而提高了耐應(yīng)力腐蝕性能。從右圖可以看出，當(dāng)約wNi為10%時，破裂敏感性最大，不到1h即破裂；達(dá)40%～45%以上時，在wMgCl2為40%沸騰溶液中，經(jīng)過1000h以上仍不破裂，對應(yīng)力腐蝕破裂是免疫的；wNi小于8%時，耐應(yīng)力腐蝕性增強(qiáng)，這主要是由于結(jié)構(gòu)起了變化。Ni元素從右圖可以看出，當(dāng)約wNi為10%時，破裂敏感性最大C元素18-8不銹鋼含ωC為0.12%時，應(yīng)力腐蝕最為敏感，進(jìn)一步增加C含量則提高耐應(yīng)力腐蝕性能。一般認(rèn)為ωC0.2%以上，合金具有免疫力。Cr元素對ωNi10%不銹鋼，當(dāng)含ωCr在5%～12%范圍之內(nèi)時，不產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂；當(dāng)wCr>15%和wCr<25%時，則加速應(yīng)力腐蝕破裂的進(jìn)行。Mo元素Mo能提高不銹鋼的耐孔蝕性能，但在高濃度氯化物中對不銹鋼耐應(yīng)力腐蝕性能極有害。N、P、S、Mn元素一般認(rèn)為，N、P、S、Mn對Cr-Ni不銹鋼應(yīng)力腐蝕破裂有不良的作用。C元素Cr元素Mo元素N、P、S、Mn元素Si元素在ωMgCl2為42%溶液中，Si能顯著地提高Cr-Fe不銹鋼的耐應(yīng)力腐蝕破裂性能。對鈦合金，降低它的含氧量和含Al、Sn，同時加入適量的Nb、Ta、V有利于提高其抗應(yīng)力腐蝕性能。在二元或三元鋁合金中加入少量的Cr、Mn、Zr、Ti、V、Ni和Li能減低應(yīng)力腐蝕敏感性。Si元素對鈦合金，降低它的含氧量和含Al、Sn，同時加入適量對黃銅，加入少量的Fe、Sn、Mn、Si、Al、Cd、Pd促進(jìn)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。而對鋁青銅加入ωNi2%和ωSi0.5%~0.75%具有良好的耐應(yīng)力腐蝕性能；添加ωSn和ωAg均為0.35%時可防止晶間破裂。對鎂合金，當(dāng)ωAl為3%~10%，Al與Zn之比大于或等于2時，提高應(yīng)力腐蝕敏感性；增加Fe和Cu加速腐蝕破裂；不含Al的合金在水中很少發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂。對黃銅，加入少量的Fe、Sn、Mn、Si、Al、Cd、Pd促3．介質(zhì)因素介質(zhì)對應(yīng)力腐蝕的影響相當(dāng)復(fù)雜，如介質(zhì)中特殊陰離子濃度、pH值、溫度、界面電位狀況等顯著影響合金的腐蝕破裂。特殊陰離子濃度從右圖可以看出，奧氏體不銹鋼在氯化物溶液中，隨著氯化物濃度的增加而加速合金斷裂。不銹鋼在高濃氯化物中，在一定應(yīng)力作用下，有一個對應(yīng)于腐蝕最敏感的濃度范圍。如圖示出，在245Mpa的應(yīng)力作用下，304型不銹鋼和316型不銹鋼在沸騰氯化鎂的溶液中最敏感的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為42%和45%。3．介質(zhì)因素介質(zhì)對應(yīng)力腐蝕的影響相當(dāng)復(fù)雜，如介質(zhì)中特殊溫度不同金屬在同一介質(zhì)中，引起應(yīng)力腐蝕破裂的溫度并不相同。如軟鋼一般要在沸騰溫度下才能破裂，鎂合金通常在室溫下便產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。一般，溫度升高，應(yīng)力腐蝕破裂容易發(fā)生，但溫度過高，由于全面腐蝕，從而抑制了應(yīng)力腐蝕。pH值對不同體系，pH值的影響有所不同。對不銹鋼而言，pH值升高，減緩了應(yīng)力腐蝕，但低pH值時僅產(chǎn)生一般腐蝕。而當(dāng)pH值在6～7時，18-8不銹鋼對應(yīng)力腐蝕最為敏感。溫度不同金屬在同一介質(zhì)中，引起應(yīng)力腐蝕破裂的溫度并不相同。如四、應(yīng)力腐蝕破裂的控制措施1．降低和消除應(yīng)力改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計，避免或減少局部應(yīng)力集中。因而，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時要降低設(shè)計應(yīng)力，增加結(jié)構(gòu)承受能力。如果將有效應(yīng)力或應(yīng)力強(qiáng)度降低到存在臨界應(yīng)力值以下，可避免應(yīng)力腐蝕破裂。退火熱處理方法消除加工或裝配過程中的殘余應(yīng)力。如對奧氏體不銹鋼可在900℃附近進(jìn)行消除應(yīng)力退火處理或1050～1150℃固溶熱處理。消除應(yīng)力的方法：機(jī)械方法消除內(nèi)應(yīng)力。如對受力材料進(jìn)行噴砂、噴丸、過變形法熱處理，使表面應(yīng)力降低或松弛，可提高應(yīng)力腐蝕性能。四、應(yīng)力腐蝕破裂的控制措施1．降低和消除應(yīng)力改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)3．正確選擇材料應(yīng)選擇在給定環(huán)境中不發(fā)生應(yīng)力腐蝕的材料，采用冶煉新工藝減少材料中的雜質(zhì)，提高純度；通過熱處理改變組織、消除有害物質(zhì)的偏析、細(xì)化晶粒等，均可減少材料應(yīng)力腐蝕敏感性。2．控制環(huán)境改善使用條件，減少和控制有害介質(zhì)，如除去介質(zhì)中的氧和氯化物，并降低環(huán)境溫度，控制pH值，避免反復(fù)加熱、冷卻；使用緩蝕劑、涂覆保護(hù)層；進(jìn)行適當(dāng)?shù)仉娀瘜W(xué)保護(hù)方法避免進(jìn)入三個應(yīng)力腐蝕破裂敏感的電位區(qū)間，可減少和防止應(yīng)力腐蝕的發(fā)生。3．正確選擇材料應(yīng)選擇在給定環(huán)境中不發(fā)生應(yīng)力腐蝕的材料，第二節(jié)腐蝕疲勞

腐蝕疲勞很普遍,如螺旋漿、牽引鋼絲、簧、汽輪機(jī)……。一：腐蝕疲勞定義循環(huán)應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)聯(lián)合作用而開裂。循環(huán)應(yīng)力第二節(jié)金屬材料損傷比表征其耐腐蝕疲勞性能，定義：損傷比＝腐蝕疲勞強(qiáng)度／正常疲勞強(qiáng)度。如在3％NaCl中,碳鋼損傷比0.2,不銹鋼0.5,Al合金0.4,銅合金1.0。金屬材料損傷比表征其耐腐蝕疲勞性能，定義：二：腐蝕疲勞的特點(diǎn)(1)在空氣中的疲勞存在著疲勞極限，而在腐蝕疲勞的情況下已不存在疲勞極限。(2)腐蝕疲勞與應(yīng)力腐蝕不同，不需要材料環(huán)境的特殊組合，只要存在腐蝕介質(zhì)時就會發(fā)生。(3)金屬的腐蝕疲勞強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之間無明顯的比例關(guān)系。(4)腐蝕疲勞裂紋多起源于表面腐蝕坑或表面缺陷，往往成群出現(xiàn)，主要呈穿晶型，無分枝現(xiàn)象，也有沿晶型或混合型。(5)斷口既有腐蝕特征，又有疲勞輝紋特征。二：腐蝕疲勞的特點(diǎn)三：腐蝕疲勞機(jī)理在循環(huán)應(yīng)力作用下，表面鈍化膜不斷破壞，裸金屬不斷暴露，腐蝕迅速發(fā)生。主要步驟(1)腐蝕介質(zhì)中發(fā)生點(diǎn)蝕坑(疲勞源);(2)應(yīng)力作用下,點(diǎn)蝕坑發(fā)生滑移,形成滑移臺階;(3)滑移臺階上發(fā)生陽極溶解;(4)反方向應(yīng)力作用下,形成初始裂紋。疲勞裂紋生成示意圖三：腐蝕疲勞機(jī)理疲勞裂紋生成示意圖四：影響腐蝕疲勞的因素

力學(xué)因素的影響：應(yīng)力交變速度越大，則裂紋的擴(kuò)展速度越慢，金屬可以經(jīng)受更長的應(yīng)力循環(huán)。當(dāng)應(yīng)力交變速度降低時，一般使裂紋擴(kuò)展速度加快。材料因素的影響：耐蝕性較高的金屬對腐蝕疲勞的敏感性較小，耐蝕性較差的金屬對腐蝕疲勞的敏感性較大。環(huán)境因素的影響：一般來說，介質(zhì)的腐蝕性越強(qiáng)，腐蝕疲勞強(qiáng)度越低。pH越低，疲勞壽命越低。外加極化因素的影響：陰極極化可使裂紋擴(kuò)展速度明顯降低，甚至接近空氣中的疲勞強(qiáng)度。四：影響腐蝕疲勞的因素力學(xué)因素的影響：應(yīng)力交變速度越大，則五．腐蝕疲勞的控制方法（一）選用耐腐蝕疲勞材料，提高表面光潔度，避免形成裂縫。（二）通過表面涂層和鍍層改善材料的耐腐蝕性。（三）電化學(xué)保護(hù)。（四）通過氮化、噴丸和表面淬火等表面硬化處理，使壓應(yīng)力作用于材料表面，對提高材料抗腐蝕疲勞性能有益。（五）使用緩蝕劑進(jìn)行保護(hù)。五．腐蝕疲勞的控制方法第三節(jié)

磨損腐蝕一.磨蝕(或沖刷腐蝕)—由于腐蝕介質(zhì)和金屬表面的相對運(yùn)動引起金屬的加速破壞或腐蝕。大多數(shù)金屬可發(fā)生磨蝕,軟金屬更易發(fā)生磨蝕,自鈍化金屬(如Al)在鈍化膜磨損后腐蝕急劇發(fā)生。工業(yè)中螺旋漿推進(jìn)器，泵葉輪，熱交器彎管等磨蝕很常見。磨蝕與金屬材料，表面膜，介質(zhì)流速，湍流，沖擊等有關(guān)。第三節(jié)磨損腐二.磨蝕的幾種情況

（1）湍流腐蝕－湍流比層流攪動劇烈,加速腐蝕劑供應(yīng)和腐蝕產(chǎn)物移動,液體切應(yīng)力,使金屬材料磨損腐蝕加劇。湍流腐蝕示意圖二.磨蝕的幾種情況湍流腐蝕示意圖（2）空泡磨損－空泡腐蝕是由于金屬表面附近的液體中有氣泡的產(chǎn)生和潰滅，造成材料表面粗化，而導(dǎo)致材料破壞的現(xiàn)象?？张莓a(chǎn)生的原因：在流動的液體中，當(dāng)局部區(qū)域的壓力因某種原因而突然下降至與該區(qū)域液體溫度相應(yīng)的氣化壓力以下時，部分液體氣化，溶于液體中的氣體逸出，形成液流中的氣泡（或稱空泡）。沸點(diǎn)與壓強(qiáng)的關(guān)系壓強(qiáng)與流速的關(guān)系（2）空泡磨損－空泡腐蝕是由于金屬表面附近的液體中有氣泡的產(chǎn)空泡腐蝕示意圖空泡腐蝕示意圖（3）磨振腐蝕－金屬/液體界面在負(fù)荷條件下發(fā)生微小振動或往復(fù)運(yùn)動而導(dǎo)致腐蝕破壞，表面呈麻點(diǎn)或溝紋。摩振腐蝕又稱震動腐蝕、微動腐蝕、摩擦氧化。在機(jī)械裝置、螺栓組合件以及滾柱軸承中容易出現(xiàn)這種腐蝕。（3）磨振腐蝕－金屬/液體界面在負(fù)荷條件下發(fā)生微小振動或往復(fù)三.影響因素

（1）金屬或合金性質(zhì)。耐蝕性高—抗磨損腐蝕好。硬度，硬度高的耐磨性能高于硬度低的。

（2）流速，流速對不同金屬的腐蝕起不同的作用，在達(dá)到臨界速度之前可能沒有影響或上升很慢，當(dāng)達(dá)到某一臨界值時發(fā)生破壞性的腐蝕。

三.影響因素四.磨蝕控制

（1）選材/研制抗磨蝕材料；（2）合理設(shè)計，減小流速，保證層流;(3)增大直徑，使彎管頭流線型化；（4）陰極保護(hù)；（5）表面處理／光潔度、耐蝕鈍化層。四.磨蝕控制第四節(jié)氫脆和氫損傷由于氫的存在或氫與材料的相互作用，引起金屬設(shè)備破壞，稱為氫損傷。一、氫損傷的分類氫鼓泡氫腐蝕氫脆氫進(jìn)入金屬內(nèi)部而引起韌性和抗拉強(qiáng)度的下降由于氫進(jìn)入金屬內(nèi)部而使金屬局部變形高溫下合金中的組分與氫反應(yīng)第四節(jié)氫脆和氫損傷由于氫的存在或氫與材料的相互作用，二、金屬中氫的進(jìn)入與存在形式內(nèi)氫是指由冶煉、鑄造、熱處理、酸洗、電鍍、焊接、陰極充氫等過程中引入的氫。外氫是材料在使用過程中，由外界環(huán)境引入的氫。外氫是通過下列途徑，在金屬材料表面產(chǎn)生活性氫原子，然后進(jìn)入金屬內(nèi)部。（1）、等與金屬接觸時，氫分子通過物理和化學(xué)吸附在金屬表面上，發(fā)生分解產(chǎn)生活化氫原子[H]。1．氫的進(jìn)入氫損傷是氫與材料交互作用導(dǎo)致材料塑性及韌性下降的一種現(xiàn)象，氫的來源可分為內(nèi)氫和外氫兩種。二、金屬中氫的進(jìn)入與存在形式內(nèi)氫是指由冶煉、鑄造、熱處理、酸（2）水溶液腐蝕時陰極析出氫，水化質(zhì)子（）在金屬表面上分解成原子氫。（3）含氫的物質(zhì)與金屬表面反應(yīng)放出氫。（2）水溶液腐蝕時陰極析出氫，水化質(zhì)子（）在金屬表面2．氫的存在形式氫在金屬中存在的形式較多，它可以形成化合物和固溶體。化合物：氫在金屬中的含量超過固溶度即形成化合物。固溶體：氫以、H的形態(tài)固溶于金屬中。2．氫的存在形式氫在金屬中存在的形式較多，它可以形成化合三、氫損傷的機(jī)理氫脆理論：氫脆是指由于氫擴(kuò)散到金屬中以固溶態(tài)存在或生成氫化物而導(dǎo)致材料斷裂的現(xiàn)象。第一種理論：原子氫與位錯交互作用機(jī)理。該理論認(rèn)為，因各種原因進(jìn)入金屬內(nèi)部的氫原子存在于點(diǎn)陣的空隙處，在應(yīng)力作用下，氫原子會向缺陷或裂紋前線的應(yīng)力集中區(qū)擴(kuò)散，阻礙了該地區(qū)的位錯運(yùn)動，從而造成局部加工硬化，提高了金屬抵抗塑性變形的能力。第二種理論：氫壓理論。該理論認(rèn)為，當(dāng)點(diǎn)陣中氫超過固溶度時，金屬中過飽和的一部分氫就會在晶界孔洞或其他缺陷處析出，再結(jié)合氫分子，結(jié)果在這些地方形成很高的氫氣壓，當(dāng)壓力超過材料的破壞應(yīng)力時就會產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)致脆性開裂。三、氫損傷的機(jī)理氫脆理論：氫脆是指由于氫擴(kuò)散到金屬中以固溶態(tài)第三是氫化物形成理論。該理論認(rèn)為，金屬或合金中某些元素與氫或氫化物發(fā)生反應(yīng)，生成新的氫化物，從而造成延展性和韌性的降低，以致造成脆性斷裂。

四、氫損傷的控制措施防止氫損傷的主要控制方法是降低內(nèi)氫和限制外氫的進(jìn)入，提高金屬及合金的耐氫損傷能力。第三是氫化物形成理論。該理論認(rèn)為，金屬或合金中某些元素與氫或?qū)瑲滗摽蛇M(jìn)行必要的脫氫處理，以消除氫脆。可選用耐氫脆合金，通常較易產(chǎn)生氫脆的材料是高強(qiáng)鋼，在鋼中若加入Cr、Al、Ni、Mo等元素可在鋼表面形成致密的保護(hù)膜，阻止氫向鋼內(nèi)部擴(kuò)散，可減少氫脆敏感性；加入低氫過電位金屬Pt、Pd、Cu等，使吸附氫原子形成氫分子析出；加入Ti、B、V、Nb等碳化物穩(wěn)定元素，促進(jìn)鋼中形成穩(wěn)定的碳化物，減少鋼中CH4的生成。（2）限制外氫措施減少內(nèi)氫可通過改善熱處理、焊接、電鍍、酸洗等工藝條件，以減少氫進(jìn)入鋼內(nèi)部。（1）降低內(nèi)氫措施對含氫鋼可進(jìn)行必要的脫氫處理，以消除氫脆?？蛇x用耐氫脆合金，加入某些合金元素，可延緩腐蝕反應(yīng)，或生成的腐蝕產(chǎn)物抑制氫進(jìn)入基體，可起到間接障礙的作用。如含Cu鋼在H2S水介質(zhì)中生成Cu2S致密產(chǎn)物，可降低氫誘發(fā)開裂傾向。降低外氫的活性，如在氣相的H2S、H2中加入適量的氧，在腐蝕介質(zhì)中加入適當(dāng)?shù)木忈寗┮种脐帢O析氫或者加入促進(jìn)氫原子復(fù)合成氫分子的物質(zhì)，都可減少外氫的危害。降低環(huán)境中的氫濃度或去除氫源。利用物理、化學(xué)、電化學(xué)、冶金等方法在基體上施以鍍層，此鍍層應(yīng)具有低的氫擴(kuò)散性和溶解度，從而構(gòu)成氫進(jìn)入金屬的直接障礙。加入某些合金元素，可延緩腐蝕反應(yīng)，或生成的腐蝕產(chǎn)物抑制氫進(jìn)入其它局部腐蝕形式生物/細(xì)菌腐蝕涂層下腐蝕鋼筋混凝土中腐蝕核輻射腐蝕宇宙射線腐蝕極端條件下腐蝕

………其它局部腐蝕形式生物/細(xì)菌腐蝕人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，古人說“書中自有黃金屋?！蓖ㄟ^閱讀科技書籍，我們能豐富知識，培養(yǎng)邏輯思維能力；通過閱讀文學(xué)作品，我們能提高文學(xué)鑒賞水平，培養(yǎng)文學(xué)情趣；通過閱讀報刊，我們能增長見識，擴(kuò)大自己的知識面。有許多書籍還能培養(yǎng)我們的道德情操，給我們巨大的精神力量，鼓舞我們前進(jìn)。人有了知識，就會具備各種分析能力，第七章應(yīng)力作用下的腐蝕課件第七章應(yīng)力作用下的腐蝕處在腐蝕性溶液或氣氛下的許多工程材料，常常在機(jī)械應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用下，在遠(yuǎn)低于屈服強(qiáng)度或抗拉強(qiáng)度的條件下發(fā)生突然的、沒有預(yù)兆的腐蝕破壞。機(jī)械應(yīng)力狀態(tài)拉伸應(yīng)力交變應(yīng)力摩擦力振動力不同狀態(tài)的力與介質(zhì)作用造成的腐蝕形態(tài)也各有特點(diǎn)。金屬構(gòu)件的腐蝕-機(jī)械破壞可分為應(yīng)力腐蝕破裂、腐蝕疲勞、腐蝕磨損、氫致開裂等。在這些腐蝕破壞中，最主要的是應(yīng)力腐蝕破裂。第七章應(yīng)力作用下的腐蝕處在腐蝕性溶液或氣氛下的許多工程第一節(jié)應(yīng)力腐蝕破裂應(yīng)力腐蝕破裂是指材料在固定拉應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的共同作用下產(chǎn)生的破裂。所謂固定，是指方向一定的拉應(yīng)力，但是大小可以變化。腐蝕和應(yīng)力是相互促進(jìn)，不是簡單疊加，兩者缺一不可。應(yīng)力腐蝕破裂簡稱應(yīng)力腐蝕，國外稱之為SCC(StressCorrosionCracking的縮寫)。一、應(yīng)力腐蝕破裂特征（1）產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂必須同時具備下列三項(xiàng)條件：特定的合金成分結(jié)構(gòu)，足夠大的拉應(yīng)力以及特定的腐蝕介質(zhì)。即對于某一特定材料而言，不存在應(yīng)力時，單純的腐蝕作用不會產(chǎn)生這類腐蝕，單純的應(yīng)力作用也不會產(chǎn)生這類腐蝕。第一節(jié)應(yīng)力腐蝕破裂應(yīng)力腐蝕破裂是指材料在固定拉應(yīng)力和（2）特定金屬及合金只有在特定的環(huán)境中產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂，其中起主要作用的是陰離子、絡(luò)合離子。例：奧氏體不銹鋼在氯化物溶液中，碳鋼和低合金鋼在wMgCl42%溶液中，銅合金在含氨的蒸汽中都可能產(chǎn)生破裂。（3）只有拉應(yīng)力能引起應(yīng)力腐蝕破裂，拉應(yīng)力越大，斷裂時間越短。壓應(yīng)力不發(fā)生應(yīng)力腐蝕。宏觀上破裂方向與拉應(yīng)力垂直，拉應(yīng)力包括工作應(yīng)力、殘余應(yīng)力以及腐蝕產(chǎn)物的楔入應(yīng)力等。（2）特定金屬及合金只有在特定的環(huán)境中產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂，其中合金環(huán)境低碳鋼NaOH水溶液，NaOH低合金鋼NO3-水溶液，HCN水溶液，H2S水溶液，Na2PO4水溶液，醋酸水溶液，NH4CNS水溶液，氨（wH2O<0.2%）,碳酸鹽和重碳酸鹽溶液，濕的CO-CO2-空氣，海洋大氣，工業(yè)大氣，濃硝酸，硝酸和硫酸混合物高強(qiáng)度鋼蒸餾水，濕大氣，H2S，Cl-奧氏體不銹鋼Cl-，海水，二氯乙烷，濕的氯化鎂絕緣物，F(xiàn)-,Br-,NaOH-H2S水溶液，NaCl-H2O2水溶液，連多硫酸（H2SO4，n=2～5）,高溫高壓含氧高純水，H2S，含氯化物的冷凝水氣銅合金：Cu-Zn,Cu-Zn-SnCu-Zn-Ni,Cu-SnCu-Sn-P,Cu-ZnCu-P,Cu-AsCu-Sb,Cu-AuNH3氣及溶液濃NH4OH溶液，空氣胺含NH3濕大氣NH4OH，F(xiàn)eCl3，HNO3溶液鋁合金；Al-Cu-Mg,Al-CuAl-Mg-Zn,Al-MgAl-Cu-Mg-MnAl-Zn-Mg-Mn(Cu)海水NaCl,NaCl-H2O2溶液NaCl,NaCl-H2O2溶液，KCl，MgCl溶液NaCl+H2O2，NaCl溶液，空氣，海水，CaCl2，NH4Cl，CoCl?溶液鎂合金Mg-AlMg-Al-Zn-MnHNO3，NaOH，HF溶液，蒸餾水NaCl+H2O2溶液，海濱大氣，NaCl-K2CrO4溶液，水，SO2-CO2-濕空氣鈦及鈦合金紅煙硝酸，N2O4，HCl，Cl-水溶液，固體氯化物（＞2900C），海水，CCl4，甲醇、甲醇蒸氣，三氯乙烯，有機(jī)酸常用合金易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂的環(huán)境合金環(huán)境低碳鋼NaOH水溶液，N(4)材料和環(huán)境的交互作用反映在電位上，一般認(rèn)為，應(yīng)力腐蝕破裂有三個易產(chǎn)生破裂的區(qū)間。三個電位過渡區(qū)都是鈍化膜不穩(wěn)定的區(qū)域，在應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)中易誘發(fā)應(yīng)力腐蝕?；罨?陰極保護(hù)過渡區(qū)（區(qū)域1）活化-鈍化電位過渡區(qū)（區(qū)域2）鈍化-過鈍化電位區(qū)（區(qū)域3）在區(qū)域1:wNi20%不銹鋼在8mol/l沸騰H2SO4中；18Cr-9Ni不銹鋼在225℃、wNaOH20%溶液中發(fā)生破裂；在區(qū)域2：普碳鋼在8mol/LNaOH溶液中發(fā)生應(yīng)力破裂；Incoloy600合金的破裂電位處在區(qū)域3。(4)材料和環(huán)境的交互作用反映在電位上，一般認(rèn)為，應(yīng)力腐蝕破（5）發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂的主要是合金，純金屬不發(fā)生，即使合金元素非常微量也能引起開裂。（6）應(yīng)力腐蝕破裂通常有一個或長或短的潛伏期，可能在很短的時期內(nèi)，也可能在幾年或更長時間內(nèi)發(fā)生脆斷，故也稱為滯后斷裂，破裂過程一般分三個階段：如wFe99.9%中，當(dāng)有wC0.04%時，在硝酸中就能引起破裂。wCu99.9%中含有wP0.04%時，在含氨介質(zhì)中就發(fā)生破裂。第一階段為裂紋的孕育期第二階段為裂紋擴(kuò)展期第三階段為裂紋失穩(wěn)的純力學(xué)的擴(kuò)展期（5）發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂的主要是合金，純金屬不發(fā)生，即使合金元（7）應(yīng)力腐蝕破裂斷口呈現(xiàn)脆性斷裂形貌。裂縫形態(tài)有：晶間型、穿晶型和混合型。穿晶型指裂紋穿越晶粒而延伸；晶間型裂紋沿晶界而延伸；混合型裂紋既有穿越晶粒又有沿晶界而發(fā)展的。不論表面形式如何，裂紋的共同特點(diǎn)是主干裂紋延伸的同時，還有若干分支同時擴(kuò)展。不銹鋼應(yīng)力腐蝕裂紋形貌晶間型裂紋（7）應(yīng)力腐蝕破裂斷口呈現(xiàn)脆性斷裂形貌。裂縫形態(tài)有：晶間型、穿晶型裂紋不銹鋼應(yīng)力腐蝕裂紋形貌穿晶型裂紋不銹鋼應(yīng)力腐蝕裂紋形貌二、應(yīng)力腐蝕破裂的機(jī)理電化學(xué)快速溶解理論金屬表面形成不連續(xù)的薄弱點(diǎn)的保護(hù)膜薄弱點(diǎn)是活性點(diǎn)在應(yīng)力作用下被破壞，暴露出新鮮表面形成電池：陽極（新鮮表面）陰極（完整表面膜）陽極電流密度很大被腐蝕成溝狀裂紋裂紋繼續(xù)發(fā)展、傳播最終金屬發(fā)生破裂應(yīng)力二、應(yīng)力腐蝕破裂的機(jī)理電化學(xué)快速溶解理論金屬表面形成不連續(xù)滑移－溶解－斷裂理論位錯沿著滑移面運(yùn)動至金屬表面，在表面產(chǎn)生滑移臺階，暴露出新鮮金屬有膜與無膜金屬處形成微電池?zé)o膜的局部地區(qū)溶解，產(chǎn)生“隧洞”

陽極溶解過程產(chǎn)生陽極極化在蝕坑周邊重新生成鈍化膜應(yīng)力作用下位錯再次開動表面鈍化膜，形成無膜區(qū)應(yīng)力腐蝕斷裂滑移－溶解－斷裂理論位錯沿著滑移面運(yùn)動至金屬表面，在表面產(chǎn)三、應(yīng)力腐蝕破裂的影響因素1.應(yīng)力因素發(fā)生應(yīng)力腐蝕的應(yīng)力主要來自材料的加工和使用過程。應(yīng)力大致可分為四類：工作應(yīng)力，設(shè)備和部件在工作條件下所承受的外加載荷。殘余應(yīng)力，金屬材料在生產(chǎn)過程和加工過程中，在材料內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力如冷軋、彎曲、機(jī)械加工、焊接、熱處理過程中也能產(chǎn)生應(yīng)力。熱應(yīng)力，由于淬火、周期性的加熱和冷卻而引起的應(yīng)力。結(jié)構(gòu)應(yīng)力，由于設(shè)備，部件的安裝和裝配而引起的應(yīng)力。三、應(yīng)力腐蝕破裂的影響因素1.應(yīng)力因素發(fā)生應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂的應(yīng)力值一般低于材料的屈服點(diǎn)。在大多數(shù)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的系統(tǒng)中，存在一個臨界應(yīng)力值。當(dāng)應(yīng)力值低于該臨界值時，不會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂。產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂的應(yīng)力值一般低于材料的屈服點(diǎn)。在大多數(shù)產(chǎn)生應(yīng)在一個特定的破裂體系中，應(yīng)力可能起一種或同時幾種作用：應(yīng)力引起塑性變形，阻止裂紋尖端生成保護(hù)膜，或使裂紋尖端膜不斷破裂，尖端表面活性上升，因而促進(jìn)了局部電化學(xué)腐蝕。應(yīng)力使腐蝕產(chǎn)生的裂紋向縱深打開，以便新鮮電解液源源流入不斷向前延伸的裂縫，使應(yīng)力腐蝕持續(xù)進(jìn)行。對于遭受晶間腐蝕的裂紋尖端，應(yīng)力使晶界晶粒脫離開裂，裂縫沿著與拉應(yīng)力垂直的方向向內(nèi)延伸。應(yīng)力使彈性能集中于局部，是腐蝕裂縫以脆化方式擴(kuò)展。在一個特定的破裂體系中，應(yīng)力可能起一種或同時幾種作用：應(yīng)力引2.合金成分影響通常，成分和結(jié)構(gòu)的改變，不僅使合金的力學(xué)性能發(fā)生改變，而且也能影響化學(xué)和電化學(xué)的行為。2.合金成分影響通常，成分和結(jié)構(gòu)的改變，不僅使合金的Ni元素奧氏體不銹鋼，提高Ni含量可以使臨界破裂電位正移至腐蝕電位以上，因而提高了耐應(yīng)力腐蝕性能。從右圖可以看出，當(dāng)約wNi為10%時，破裂敏感性最大，不到1h即破裂；達(dá)40%～45%以上時，在wMgCl2為40%沸騰溶液中，經(jīng)過1000h以上仍不破裂，對應(yīng)力腐蝕破裂是免疫的；wNi小于8%時，耐應(yīng)力腐蝕性增強(qiáng)，這主要是由于結(jié)構(gòu)起了變化。Ni元素從右圖可以看出，當(dāng)約wNi為10%時，破裂敏感性最大C元素18-8不銹鋼含ωC為0.12%時，應(yīng)力腐蝕最為敏感，進(jìn)一步增加C含量則提高耐應(yīng)力腐蝕性能。一般認(rèn)為ωC0.2%以上，合金具有免疫力。Cr元素對ωNi10%不銹鋼，當(dāng)含ωCr在5%～12%范圍之內(nèi)時，不產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂；當(dāng)wCr>15%和wCr<25%時，則加速應(yīng)力腐蝕破裂的進(jìn)行。Mo元素Mo能提高不銹鋼的耐孔蝕性能，但在高濃度氯化物中對不銹鋼耐應(yīng)力腐蝕性能極有害。N、P、S、Mn元素一般認(rèn)為，N、P、S、Mn對Cr-Ni不銹鋼應(yīng)力腐蝕破裂有不良的作用。C元素Cr元素Mo元素N、P、S、Mn元素Si元素在ωMgCl2為42%溶液中，Si能顯著地提高Cr-Fe不銹鋼的耐應(yīng)力腐蝕破裂性能。對鈦合金，降低它的含氧量和含Al、Sn，同時加入適量的Nb、Ta、V有利于提高其抗應(yīng)力腐蝕性能。在二元或三元鋁合金中加入少量的Cr、Mn、Zr、Ti、V、Ni和Li能減低應(yīng)力腐蝕敏感性。Si元素對鈦合金，降低它的含氧量和含Al、Sn，同時加入適量對黃銅，加入少量的Fe、Sn、Mn、Si、Al、Cd、Pd促進(jìn)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。而對鋁青銅加入ωNi2%和ωSi0.5%~0.75%具有良好的耐應(yīng)力腐蝕性能；添加ωSn和ωAg均為0.35%時可防止晶間破裂。對鎂合金，當(dāng)ωAl為3%~10%，Al與Zn之比大于或等于2時，提高應(yīng)力腐蝕敏感性；增加Fe和Cu加速腐蝕破裂；不含Al的合金在水中很少發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂。對黃銅，加入少量的Fe、Sn、Mn、Si、Al、Cd、Pd促3．介質(zhì)因素介質(zhì)對應(yīng)力腐蝕的影響相當(dāng)復(fù)雜，如介質(zhì)中特殊陰離子濃度、pH值、溫度、界面電位狀況等顯著影響合金的腐蝕破裂。特殊陰離子濃度從右圖可以看出，奧氏體不銹鋼在氯化物溶液中，隨著氯化物濃度的增加而加速合金斷裂。不銹鋼在高濃氯化物中，在一定應(yīng)力作用下，有一個對應(yīng)于腐蝕最敏感的濃度范圍。如圖示出，在245Mpa的應(yīng)力作用下，304型不銹鋼和316型不銹鋼在沸騰氯化鎂的溶液中最敏感的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為42%和45%。3．介質(zhì)因素介質(zhì)對應(yīng)力腐蝕的影響相當(dāng)復(fù)雜，如介質(zhì)中特殊溫度不同金屬在同一介質(zhì)中，引起應(yīng)力腐蝕破裂的溫度并不相同。如軟鋼一般要在沸騰溫度下才能破裂，鎂合金通常在室溫下便產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。一般，溫度升高，應(yīng)力腐蝕破裂容易發(fā)生，但溫度過高，由于全面腐蝕，從而抑制了應(yīng)力腐蝕。pH值對不同體系，pH值的影響有所不同。對不銹鋼而言，pH值升高，減緩了應(yīng)力腐蝕，但低pH值時僅產(chǎn)生一般腐蝕。而當(dāng)pH值在6～7時，18-8不銹鋼對應(yīng)力腐蝕最為敏感。溫度不同金屬在同一介質(zhì)中，引起應(yīng)力腐蝕破裂的溫度并不相同。如四、應(yīng)力腐蝕破裂的控制措施1．降低和消除應(yīng)力改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計，避免或減少局部應(yīng)力集中。因而，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時要降低設(shè)計應(yīng)力，增加結(jié)構(gòu)承受能力。如果將有效應(yīng)力或應(yīng)力強(qiáng)度降低到存在臨界應(yīng)力值以下，可避免應(yīng)力腐蝕破裂。退火熱處理方法消除加工或裝配過程中的殘余應(yīng)力。如對奧氏體不銹鋼可在900℃附近進(jìn)行消除應(yīng)力退火處理或1050～1150℃固溶熱處理。消除應(yīng)力的方法：機(jī)械方法消除內(nèi)應(yīng)力。如對受力材料進(jìn)行噴砂、噴丸、過變形法熱處理，使表面應(yīng)力降低或松弛，可提高應(yīng)力腐蝕性能。四、應(yīng)力腐蝕破裂的控制措施1．降低和消除應(yīng)力改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)3．正確選擇材料應(yīng)選擇在給定環(huán)境中不發(fā)生應(yīng)力腐蝕的材料，采用冶煉新工藝減少材料中的雜質(zhì)，提高純度；通過熱處理改變組織、消除有害物質(zhì)的偏析、細(xì)化晶粒等，均可減少材料應(yīng)力腐蝕敏感性。2．控制環(huán)境改善使用條件，減少和控制有害介質(zhì)，如除去介質(zhì)中的氧和氯化物，并降低環(huán)境溫度，控制pH值，避免反復(fù)加熱、冷卻；使用緩蝕劑、涂覆保護(hù)層；進(jìn)行適當(dāng)?shù)仉娀瘜W(xué)保護(hù)方法避免進(jìn)入三個應(yīng)力腐蝕破裂敏感的電位區(qū)間，可減少和防止應(yīng)力腐蝕的發(fā)生。3．正確選擇材料應(yīng)選擇在給定環(huán)境中不發(fā)生應(yīng)力腐蝕的材料，第二節(jié)腐蝕疲勞

腐蝕疲勞很普遍,如螺旋漿、牽引鋼絲、簧、汽輪機(jī)……。一：腐蝕疲勞定義循環(huán)應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)聯(lián)合作用而開裂。循環(huán)應(yīng)力第二節(jié)金屬材料損傷比表征其耐腐蝕疲勞性能，定義：損傷比＝腐蝕疲勞強(qiáng)度／正常疲勞強(qiáng)度。如在3％NaCl中,碳鋼損傷比0.2,不銹鋼0.5,Al合金0.4,銅合金1.0。金屬材料損傷比表征其耐腐蝕疲勞性能，定義：二：腐蝕疲勞的特點(diǎn)(1)在空氣中的疲勞存在著疲勞極限，而在腐蝕疲勞的情況下已不存在疲勞極限。(2)腐蝕疲勞與應(yīng)力腐蝕不同，不需要材料環(huán)境的特殊組合，只要存在腐蝕介質(zhì)時就會發(fā)生。(3)金屬的腐蝕疲勞強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之間無明顯的比例關(guān)系。(4)腐蝕疲勞裂紋多起源于表面腐蝕坑或表面缺陷，往往成群出現(xiàn)，主要呈穿晶型，無分枝現(xiàn)象，也有沿晶型或混合型。(5)斷口既有腐蝕特征，又有疲勞輝紋特征。二：腐蝕疲勞的特點(diǎn)三：腐蝕疲勞機(jī)理在循環(huán)應(yīng)力作用下，表面鈍化膜不斷破壞，裸金屬不斷暴露，腐蝕迅速發(fā)生。主要步驟(1)腐蝕介質(zhì)中發(fā)生點(diǎn)蝕坑(疲勞源);(2)應(yīng)力作用下,點(diǎn)蝕坑發(fā)生滑移,形成滑移臺階;(3)滑移臺階上發(fā)生陽極溶解;(4)反方向應(yīng)力作用下,形成初始裂紋。疲勞裂紋生成示意圖三：腐蝕疲勞機(jī)理疲勞裂紋生成示意圖四：影響腐蝕疲勞的因素

力學(xué)因素的影響：應(yīng)力交變速度越大，則裂紋的擴(kuò)展速度越慢，金屬可以經(jīng)受更長的應(yīng)力循環(huán)。當(dāng)應(yīng)力交變速度降低時，一般使裂紋擴(kuò)展速度加快。材料因素的影響：耐蝕性較高的金屬對腐蝕疲勞的敏感性較小，耐蝕性較差的金屬對腐蝕疲勞的敏感性較大。環(huán)境因素的影響：一般來說，介質(zhì)的腐蝕性越強(qiáng)，腐蝕疲勞強(qiáng)度越低。pH越低，疲勞壽命越低。外加極化因素的影響：陰極極化可使裂紋擴(kuò)展速度明顯降低，甚至接近空氣中的疲勞強(qiáng)度。四：影響腐蝕疲勞的因素力學(xué)因素的影響：應(yīng)力交變速度越大，則五．腐蝕疲勞的控制方法（一）選用耐腐蝕疲勞材料，提高表面光潔度，避免形成裂縫。（二）通過表面涂層和鍍層改善材料的耐腐蝕性。（三）電化學(xué)保護(hù)。（四）通過氮化、噴丸和表面淬火等表面硬化處理，使壓應(yīng)力作用于材料表面，對提高材料抗腐蝕疲勞性能有益。（五）使用緩蝕劑進(jìn)行保護(hù)。五．腐蝕疲勞的控制方法第三節(jié)

磨損腐蝕一.磨蝕(或沖刷腐蝕)—由于腐蝕介質(zhì)和金屬表面的相對運(yùn)動引起金屬的加速破壞或腐蝕。大多數(shù)金屬可發(fā)生磨蝕,軟金屬更易發(fā)生磨蝕,自鈍化金屬(如Al)在鈍化膜磨損后腐蝕急劇發(fā)生。工業(yè)中螺旋漿推進(jìn)器，泵葉輪，熱交器彎管等磨蝕很常見。磨蝕與金屬材料，表面膜，介質(zhì)流速，湍流，沖擊等有關(guān)。第三節(jié)磨損腐二.磨蝕的幾種情況

（1）湍流腐蝕－湍流比層流攪動劇烈,加速腐蝕劑供應(yīng)和腐蝕產(chǎn)物移動,液體切應(yīng)力,使金屬材料磨損腐蝕加劇。湍流腐蝕示意圖二.磨蝕的幾種情況湍流腐蝕示意圖（2）空泡磨損－空泡腐蝕是由于金屬表面附近的液體中有氣泡的產(chǎn)生和潰滅，造成材料表面粗化，而導(dǎo)致材料破壞的現(xiàn)象。空泡產(chǎn)生的原因：在流動的液體中，當(dāng)局部區(qū)域的壓力因某種原因而突然下降至與該區(qū)域液體溫度相應(yīng)的氣化壓力以下時，部分液體氣化，溶于液體中的氣體逸出，形成液流中的氣泡（或稱空泡）。沸點(diǎn)與壓強(qiáng)的關(guān)系壓強(qiáng)與流速的關(guān)系（2）空泡磨損－空泡腐蝕是由于金屬表面附近的液體中有氣泡的產(chǎn)空泡腐蝕示意圖空泡腐蝕示意圖（3）磨振腐蝕－金屬/液體界面在負(fù)荷條件下發(fā)生微小振動或往復(fù)運(yùn)動而導(dǎo)致腐蝕破壞，表面呈麻點(diǎn)或溝紋。摩振腐蝕又稱震動腐蝕、微動腐蝕、摩擦氧化。在機(jī)械裝置、螺栓組合件以及滾柱軸承中容易出現(xiàn)這種腐蝕。（3）磨振腐蝕－金屬/液體界面在負(fù)荷條件下發(fā)生微小振動或往復(fù)三.影響因素

（1）金屬或合金性質(zhì)。耐蝕性高—抗磨損腐蝕好。硬度，硬度高的耐磨性能高于硬度低的。

（2）流速，流速對不同金屬的腐蝕起不同的作用，在達(dá)到臨界速度之前可能沒有影響或上升很慢，當(dāng)達(dá)到某一臨界值時發(fā)生破壞性的腐蝕。

三.影響因素四.磨蝕控制

（1）選材/研制抗磨蝕材料；（2）合理設(shè)計，減小流速，保證層流;(3)增大直徑，使彎管頭流線型化；（4）陰極保護(hù)；（5）表面處理／光潔度、耐蝕鈍化層。四.磨蝕控制第四節(jié)氫脆和氫損傷由于氫的存在或氫與材料的相互作用，引起金屬設(shè)備破壞，稱為氫損傷。一、氫損傷的分類氫鼓泡