什么是應力腐蝕???

應力腐蝕，也稱為應力腐蝕開裂（Stress Corrosion Cracking，SSC）一般是指受到拉伸應力作用的金屬材料在某些特定的介質中，由于腐蝕介質和應力的協同作用而產生滯后開裂或滯后斷裂的現象。

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哎呦，有沒有發現應力腐蝕有那么點藝術創作的味道，所以小編任性地多放了幾張圖?？瓤龋詺w正傳，通常，在某種特定的腐蝕介質中，材料在不受應力時腐蝕速度很小，而受到一定的拉伸應力（可遠低于材料的屈服強度）后經過一段時間，即使是延展性很好的金屬也會發生低應力脆性斷裂。

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應力腐蝕一共有三個要素：拉伸（或壓縮）應力、腐蝕環境和敏感合金材料，如下圖所示。
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首先，在拉伸（或壓縮）應力下才能引起應力腐蝕開裂，這種應力包括外加載荷和內部殘余應力等。一般情況下，產生應力腐蝕的拉應力往往都比較小。其次，產生應力腐蝕還需要特定的腐蝕介質，但對于某種材料來說，它僅對某些特殊的介質敏感，而非所有的介質，下表展示了不同材料對應的敏感介質。

表格 各合金發生應力腐蝕對應的敏感介質

再者，一般只有合金才產生應力腐蝕，往往純金屬不會產生這種現象。這是因為純金屬中成分單一，難以形成原電池的緣故，后面會進行分析。

3應力腐蝕的分類???

按照電化學的觀點，應力腐蝕基本上可以分為兩大類。

第一類是裂紋尖端位于陽極區，以陽極快速溶解占主導地位，一般被稱為應力-陽極開裂，通常也把這類破裂形式叫做應力腐蝕破裂。

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第二類是裂紋尖端處于陰極區，陰極反應產生大量的原子氫，這些原子氫涌入金屬內部而產生破壞，一般被稱為應力-陰極開裂，也就是大家所熟知的環境氫脆。

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4應力腐蝕的機理

關于應力腐蝕斷裂的機理有多種理論，他們雖然都能解釋應力腐蝕的某些現象，但目前尚無一種理論可以解釋所有的腐蝕斷裂現象。這里我們介紹兩種認可度較高的腐蝕機理。

1.保護膜破壞機理

當應力腐蝕敏感的材料置于腐蝕介質中，首先在金屬的表面形成一層保護膜，它阻止了腐蝕的進行，即所謂“鈍化”。

由于拉應力和保護膜增厚帶來的附加應力使得局部地區出現保護膜破裂，破裂處基體金屬便直接暴露在腐蝕介質中，該處的電極電位比保護膜部分低而成為了微電池的陽極因而產生陽極溶解。

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溶解到一定程度又形成保護膜，但在拉應力作用下再次被破壞，再次出現陽極溶解，這種保護膜反復形成和破裂的過程，會導致某些局部地區腐蝕加深，最后形成孔洞，孔洞的存在造成應力集中，加速了附近材料的塑性變形和保護膜破裂，慢慢形成應力腐蝕裂紋。

2.吸氫變脆機理

這種理論認為裂紋的形成與發展主要與裂紋尖端氫被引入晶格有關。合金在陽極生成高價氧化物，導致溶液的酸度變大，例如奧氏體不銹鋼，陽極發生化學反應：2Cr+3H2O→Cr2O3+6H++6e。

當裂紋尖端的電位低于氫的平衡電位時，氫離子有可能在裂紋尖端處被還原，即編程吸附的氫原子，同時向金屬內部擴展。金屬內部的過飽和氫必然會再次逸出，直到建立起平衡壓力。

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而幾乎所有的金屬材料內部都包含許多宏觀的和微觀的缺陷，由晶格中逸出的氫原子往往容易聚集在這些地方。隨著氫原子的增加，這些地方的壓力越來越大，當氫的壓力加上應力的作用超過某一臨界值（一般是接近晶體的彈性強度）時，材料發生氫脆。

5飛機上的應力腐蝕危害?

應力腐蝕的微觀結構雖然那么美，但它的破壞力可是驚人的。應力腐蝕類似于疲勞破壞，往往發生得不知不覺，已經成為危害最大的災難性的腐蝕之一，不僅會造成直接或間接的經濟損失，而且容易造成重大的飛行事故。在飛機上，應力腐蝕的危害主要集中于飛機結構零部件和航空發動機零部件兩大方面。

首先是機身及蒙皮連接、框架、桁條、壓力隔框、面梁、艙門平衡彈簧等部件。這些部件的共同特點是容易接觸冷凝水，甚至是冷凝水的聚集區域，同時長時間承受拉伸應力；這些因素使得這些結構零部件容易發生應力腐蝕斷裂。

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例如2002年5月華航空難造成225人死亡，罪魁禍首就是飛機尾部的裂紋在應力腐蝕作用下的快速擴展。

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其次是航空發動機。特別是對于海上飛機的發動機，壓氣機葉片長時間處于空氣濕度大、溫度高、鹽霧重的環境里，海洋大氣中的含鹽離子沉積在壓氣機葉片表面，加上氯離子本身具有很強的侵蝕性，在汽輪機葉片高速旋轉承受離心力時，加速了應力腐蝕。例如從下面的一系列途中可以看到飛機發動機葉片的腐蝕情況。

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6應力腐蝕的防護??

應力腐蝕中，自裂紋的形成之始，我們就要關注部件的損傷容限（即剩余強度）。一般而言，應力腐蝕與疲勞破壞是交互作用的，隨著飛機使用年限的增長，往往危害會越來越大。由于應力腐蝕涉及到環境、應力和材料三個方面，因此往往從這三方面入手，采取相應的對策。

1.應力方面

改進結構設計，避免或減少局部應力集中，同時結構設計中應盡量避免縫隙和可能造成腐蝕液殘留的死角，防止有害物質（如Cl-，OH-）的濃縮；

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在加工、制造、裝配中應盡量避免產生較大的殘余應力，采用熱處理退火、噴丸處理等方法消除殘余應力進行規避。

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2.環境方面

首先考慮加入緩蝕劑，每種材料-介質體系都有某些能抑制或減緩應力腐蝕的物質，它們能夠改變電位、促進成膜、阻止氫的侵入或有害物質吸附、影響電化學反應動力學等而起到緩蝕作用，減緩或防止應力腐蝕。

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其次是使用有機涂層，使得材料表面與環境隔離，或者使用對環境不敏感的金屬作為敏感材料的涂層，減少材料應力腐蝕的敏感性。

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由于應力腐蝕發生在敏感的電位區間，因此可通過控制電位進行陰極或陽極保護，防止應力腐蝕。

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3.材料方面

根據應力腐蝕介質和材料的組合，考慮腐蝕介質的特征、濃度、腐蝕機理、溫度和壓力來選材。同一強度級別不同合金系列的鋼材，抗應力腐蝕開裂的傾向也可能相差很大，在選材時對此也應充分注意，要對具體情況分析后確定選材。